[發明專利]具有減小的功率閥值的HIFU引致空化

有效

• 申請號: 201080009849.5
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN102341162A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: A·R·范多爾恩;M·德容
• 申請（專利權）人: 比奧卡爾齊什股份有限公司
• 主分類號: B01F11/02
• 分類號: B01F11/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 董敏

相關申請的交叉引用

本申請要求于2009年4月14日提交的歐洲專利申請EP09157849的優先權，該申請的全部內容通過參引的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及用于引致空化的聲學裝置。具體地，本發明涉及用于以聲能照射樣品以在液體樣品中產生空化的設備、用于以聲能照射液體樣品以在液體樣品中產生空化的設備的卡盒、用于以聲能照射液體樣品的系統、計算機程序元件、計算機可讀介質、以及用于以聲能照射液體樣品以在液體樣品中產生空化的方法。

背景技術

在分子裝置應用領域中已經越來越多地使用高強度聚焦超聲波(HIFU)來克服已知的處理樣品技術中的問題。借助于聚焦到樣品上的聲能，能夠以有效的方式引起聲物理(sonophysical)和聲化學(sonochemical)反應。此外，近年來，已經實現了在樣品進結果出(sample-in?result-out)裝置、也稱為微型全分析系統或片上實驗室的多個方面的進展。例如，集成化和微型化導致如下需求的系統：相對較小、可接受的樣品污染風險、測試的高靈敏度和短周轉時間以及每次測試的較低成本。此外，在樣品放入與結果產生之間應需要最小的操作者干預。操作者干預能夠由相對不熟練的操作者進行并且適度地需求操作環境。

空化被定義為當液體的壓強低于其蒸氣壓時在液體的內部區域中形成氣泡的現象。在分子分析裝置中，空化可以用于在要由HIFU進行處理的樣品內獲得細胞的裂解、而且類似于混合液化的其他處理功能可由HIFU引起。在已知的技術中，混合和裂解的處理功能需要不同的功率水平，這可能使得在單一腔中進行上述兩項處理功能變得復雜化。為了提供較高功率系統，使用較大的換能器并且可以應用液體冷卻以避免過度加熱。

發明內容

本發明的目的可以是提供一種利用減小的功率進行的HIFU樣品處理。

定義和縮寫：

應注意的是，在本發明的上下文中，將使用如下的定義和縮寫：

高強度聚焦超聲波(HIFU)：

在本發明的上下文中，術語“HIFU”用作聚焦的聲場，該聚焦的聲場具有在0.2MHz至10MHz的范圍內的源頻率、具有選定為在聚焦帶中充分有效地生成高壓強沖擊波和/或空化的振幅。聚焦帶的尺寸(長度和直徑)取決于超聲源換能器的類型(例如，平直超聲源換能器的天然聚焦或圓錐形/球形超聲源換能器的強制聚焦)。用于所指示的頻率范圍的示例性長度等級是(亞)毫米。

樣品進結果出系統：

一種接收(例如，生物)樣品、執行全部所需的準備步驟以對任一種事實的檢測做好準備、運行檢測且輸出檢測結果的系統。例如，能夠提供一種用于樣品(例如血液或其他細胞)的分子分析的裝置，該裝置提供了從供應天然未處理的樣品到結果分析的全部必要的分析步驟。

界面/界面介質：

在本發明的上下文中，聲能的傳播路徑可以由諸如超聲源、全固體結合器和卡盒的若干部件組成。為了描述傳播路徑中的這些不同元件進行相互物理接觸的過渡區或區域，使用術語界面或界面介質。例如，如果結合器與卡盒物理接觸，則結合器的界面介質描述了在結合器中使用的、在結合器與卡盒相接觸的該區域內的材料。

設備/裝置：

在本發明的上下文中，表述“裝置”包括分子診斷裝置以及其他裝置。裝置的應用可以例如是保健/生命科學、食品工業、獸醫實踐和法醫學應用。

樣品：

應清楚地注意的是，術語“樣品”可以包括利用根據本發明的裝置進行處理的用于分子分析的樣品。例如，血液、培養血、尿、抽吸物、具有類似水的粘度的樣品、異質樣品或在類似BAL的承載器上的樣品、唾液、氣管吸出物、CSF、帶有病原體的醫用海綿和/或刷子。然而，這并不意味著任意其他種類的物質、固體、液體、氣體或其任意組合從樣品中排除且從受到本發明的聚焦聲能照射中排除。

樣品的處理：

在本發明的上下文中，術語“處理”或“處理的”用于描述聚焦聲能與樣品的相互作用。通過HIFU引起在樣品中的多種聲化學和/或聲物理反應，以產生例如混合、分散、攪動、從醫用海綿或刷子中的洗脫、液化、裂解或細胞釋放之類的功能。

根據本發明的示例性實施例，提供了一種用于以聲能照射液體樣品以在液體樣品中產生空化的設備。所述設備包括用于發射高強度超聲波的超聲源。此外，所述設備適于接收卡盒。例如，所述設備包括用于接收卡盒的接收部分。卡盒容納液體樣品和液氣界面。此外，所述設備聚焦高強度超聲波，以使得當卡盒由所述設備(例如由接收部分)接收時，在卡盒內的液氣界面上方生成液體的噴泉。