氧烷 (polydimethylsiloxane,PDMS) 製作血液樣本的乘載試片。
本論文所設計如圖 3.28 的 PDMS-T 型試片,並在試片中刻畫出雙通道,並將試片 用打孔機打兩個注射孔,以便使用吸注器加入凝血劑及血液樣本 (全血及血漿)。
圖 3.28 PDMS-T 型試片規格
56
圖 3.29 PDMS-T 型試片母模 3D 圖
圖 3.30 PDMS-T 型試片母模
圖 3.31 PDMS-T 型試片黏貼於載玻片
57
圖 3.32 PDMS-T 型試片加入全血血液樣本示意圖
3-3-4 PDMS-圓型試片
經由 PDMS-T 型試片初步的實驗結果,本論文針對實驗動機的低抽血量及短時間內 顯示凝血檢測結果兩項,再次設計 PDMS-圓型試片。PDMS-圓型試片的設計要點為開啟 多通道,以利一次的實驗有多筆的量測數據做比較、分析。另一設計要點為控制血液樣 本量,須由試片本身的體積來做量化控制。此外,本論文所使用的 PDMS-圓型試片目前 測試方法為:在待測位置滴入凝血劑,並由中心點使用吸注器注入血液樣本使其混合。
58
圖 3.33 PDMS-圓型試片規格
圖 3.34 PDMS-圓型試片母模 3D 圖
59
圖 3.35 PDMS-圓型試片母模
圖 3.36 PDMS-圓型試片
60
圖 3.37 PDMS-圓型試片加入全血血液樣本示意圖
61
3-4 實驗平台介紹
3-4-1 反射式光學檢測系統-1
為了達到即時性,在此反射式光學系統使用光感測器來執行接收訊號的部分,下圖 3.38 為反射式光學系統的實驗流程。一開始使用 He-Ne 雷射作為檢測的實驗光源,並藉 由分光鏡的分光效果,讓雷射光照射在全血樣本 (或血漿樣本)上,在藉由反射鏡反射雷 射光,使用凸透鏡的聚焦效果,使雷射光束集中在光偵測器。藉由 Labview 的 DAQ 卡 擷取訊號,傳入電腦做數值分析,並藉由曲線解讀測得血液凝固時間。
圖 3.38 反射式光學系統-1 流程
圖 3.39 反射式光學檢測系統實驗平台
62
3-4-2 反射式光學檢測系統-2
為了提高實驗的準確性及實驗速率,本論文設計 PDMS-圓型試片及反射鏡平台架 構已達到目的。圖 3.40 為此系統的實驗流程圖,整體如同反射式光學檢測系統-1,只有 反射鏡平台架構不同。
圖 3.40 反射式光學系統-2 流程
圖 3.41 反射式光學系統檢測平台-2
63
3-4-3 穿透式光學檢測系統
為了與前人實驗方法比較,在檢測系統方面除了反射式光學系統,我們也架設穿透 式光學系統,方便驗證實驗結果正確與否。
如圖 3.42 為穿透式光學系統的流程圖。一開始是以 He-Ne 雷射為檢測的實驗光源,
直接穿透由載玻片所乘載的全血樣本或血漿樣本,然後使雷射光照射在光偵測器上,再 藉由 Labview 的 DAQ 卡擷取訊號,匯入電腦做數值分析,並藉由曲線解讀測得血液凝 固時間。
圖 3.42 穿透式光學系統流程
圖 3.43 穿透式光學檢測系統實驗平台
64
第四章 結果與討論
本論文實驗一開始,先使用顏色類似全血的紅墨水來做簡單的反射式光學檢測路徑 測試。首先,檢測墨水乾前跟乾後,其光強度的動態曲線有無差別。圖 4.1 及圖 4.2 為 白板筆補充液及壓克力水彩顏料的動態曲線圖 (橫軸為 DAQ 卡擷取訊號次數:1000 次 /s,縱軸為電壓:V)
圖 4.1 白板筆補充液
圖 4.2 壓克力水彩顏料
65
66
3. PDMS-圓型試片
(1) 反射式檢測系統;全血樣本
(2) 反射式檢測系統;全血樣本加入凝血劑 (3) 反射式檢測系統;血漿樣本加入凝血劑 (4) 穿透式檢測系統;全血樣本
(5) 穿透式檢測系統;全血樣本加入凝血劑
4-1-2 蓋玻片-載玻片實驗結果
在反射式檢測系統中,本論文實驗目前針對全血、全血加入凝血劑及血漿加入凝血 劑都有初步的實驗結果。
1:將全血滴於蓋玻片上並放置反射鏡上。
2:全血樣本開始凝血。
3:全血樣本血液凝固結束。圖 4.3 全血使用反射式檢測系統 1
圖 4.3:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時間
67
大約 1445 秒。
圖 4.4 全血使用反射式檢測系統 2
圖 4.4:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時間 大約 1183 秒。
圖 4.5 全血加入凝血劑使用反射式檢測系統 1
圖 4.5:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶原 時間大約 9.71 秒。
68
圖 4.6 全血加入凝血劑使用反射式檢測系統 2
圖 4.6:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶原 時間大約 9.66 秒。
圖 4.7 血漿加入凝血劑使用反射式檢測系統 1
圖 4.7:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶原 時間大約 10.32 秒。
69
圖 4.8 血漿加入凝血劑使用反射式檢測系統 2
圖 4.8:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶原 時間大約 8.41 秒。
在穿透式檢測系統中,本論文實驗目前僅針對全血及全血加入凝血劑有以下初步的 實驗結果。
1:將全血滴於載玻片上並放置試片乘載架構上
2:全血樣本開始凝血。
3:全血樣本血液凝固結束。70
圖 4.9 全血使用穿透式檢測系統 1
圖 4.9:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時間 大約 1008 秒。
圖 4.10 全血使用穿透式檢測系統 2
圖 4.10:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 1251 秒。
71
圖 4.11 全血加入凝血劑使用穿透式檢測系統 1
圖 4.11:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 12.09 秒。
圖 4.12 全血加入凝血劑使用穿透式檢測系統 2
圖 4.12:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 11.91 秒。
72
4-1-3 PDMS-T 型試片實驗結果
在反射式檢測系統中,本論文實驗目前針對全血、全血加入凝血劑及血漿加入凝 血劑都有初步的實驗結果。
1:將全血滴於 PDMS-T 型試片上並放置反射鏡上。
2:全血樣本開始凝血。
3:全血樣本血液凝固結束。圖 4.13 全血使用反射式檢測系統 1
圖 4.13:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 1519 秒。
73
圖 4.14 全血使用反射式檢測系統 2
圖 4.14:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 1113 秒。
圖 4.15 全血加入凝血劑使用反射式檢測系統 1
圖 4.15:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 9.02 秒。
74
圖 4.16 全血加入凝血劑使用反射式檢測系統 2
圖 4.16:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 11.89 秒。
圖 4.17 血漿加入凝血劑使用反射式檢測系統 1
圖 4.17:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 11.81 秒。
75
圖 4.18 血漿加入凝血劑使用反射式檢測系統 2
圖 4.18:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 8.52 秒。
在穿透式檢測系統中,本論文實驗目前僅針對全血及全血加入凝血劑有以下初步 的實驗結果。
1:將全血滴於 PDMS-T 型試片上並放置試片乘載架構上
2:全血樣本開始凝血。
3:全血樣本血液凝固結束。76
圖 4.19 全血使用穿透式檢測系統 1
圖 4.19:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 1503 秒。
圖 4.20 全血使用穿透式檢測系統 2
圖 4.20:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 1186 秒。
77
圖 4.21 全血加入凝血劑使用穿透式檢測系統 1
圖 4.21:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 10.65 秒。
圖 4.22 全血加入凝血劑使用穿透式檢測系統 2
圖 4.22:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 11.52 秒。
78
4-1-4 PDMS-圓型試片實驗結果
在反射式檢測系統中,本論文實驗目前針對全血、全血加入凝血劑及血漿加入凝 血劑都有初步的實驗結果。
1:將全血滴於 PDMS-圓型試片上並放置反射鏡上。
2:全血樣本開始凝血。
3:全血樣本血液凝固結束。圖 4.23 全血使用反射式檢測系統 1
圖 4.23:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 3394 秒。
79
圖 4.24 全血使用反射式檢測系統 2
圖 4.24:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 1185 秒。
圖 4.25 全血加入凝血劑使用反射式檢測系統 1
圖 4.25:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 8.52 秒。
80
圖 4.26 全血加入凝血劑使用反射式檢測系統 2
圖 4.26:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 9.01 秒。
圖 4.27 血漿加入凝血劑使用反射式檢測系統 1
圖 4.27:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 9.86 秒。
81
圖 4.28 血漿加入凝血劑使用反射式檢測系統 2
圖 4.28:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 10.24 秒。
在穿透式檢測系統中,本論文實驗目前僅針對全血及全血加入凝血劑有以下初步 的實驗結果。
1:將全血滴於 PDMS-圓型試片上並放置試片乘載架構上
2:全血樣本開始凝血。
3:全血樣本血液凝固結束。82
圖 4.29 全血使用穿透式檢測系統 1
圖 4.29:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 981 秒。
圖 4.30 全血使用穿透式檢測系統 2
圖 4.30:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血時 間大約 1223 秒。
83
圖 4.31 全血加入凝血劑使用穿透式檢測系統 1
圖 4.31:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 9.34 秒。
圖 4.32 全血加入凝血劑使用穿透式檢測系統 2
圖 4.32:x 軸為時間(s),y 軸為電壓(V),DAQ 卡擷取樣本 100 次/秒。此次凝血酶 原時間大約 8.13 秒。
84
4-2 實驗結果討論
本論文實驗結果目前以反射式光學檢測系統及穿透式光學檢測系統呈現。藉由量測 全血樣本的凝血時間及全血樣本的凝血酶原時間與血漿樣本的凝血時間做為比較。實驗 一開始先將樣本放置在待測平台並用吸注器吸取凝血劑,以 1:2 的量 (樣本:凝血劑) 加入樣本中,使樣本開始產生血液凝固反應,透過光偵測器將光強度訊號轉換成電壓訊 號,利用 DAQ 卡擷取訊號並繪出血液凝固動態曲線。
上述每一次實驗的曲線中皆可分為 3 個部分。第一部分為將樣本放置待測平台上,
第二部分為血液凝血系統觸發,未加凝血劑的實驗其為內源性凝血路徑,所測得為凝血 時間;有加凝血劑的實驗其為外源性凝血路徑,所測得的為凝血酶原時間。第三部分為 凝血結束,光強度不再有變化。
圖 4.33 至圖 4.36 為實驗過程中的照片。
圖 4.33 全血注入 PDMS-T 型試片
圖 4.34 凝血劑注入 PDMS-T 型試片
85
圖 4.35 全血注入 PDMS-圓型試片
圖 4.36 凝血劑注入 PDMS-圓型試片
圖 4.33 及圖 4.35 為將待測血液樣本藉由吸注器注入 PDMS 試片的待測位置,並由
圖 4.33 及圖 4.35 為將待測血液樣本藉由吸注器注入 PDMS 試片的待測位置,並由