[發明專利]微流體顆粒操縱

有效

• 申請號: 201680076683.6
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN108432132B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 艾葉;大衛·約翰·科林斯
• 申請（專利權）人: 新加坡科技與設計大學
• 主分類號: H03H9/145
• 分類號: H03H9/145;G01N29/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王暉;李丙林

1.一種用于操縱流體懸浮液中的顆粒的微流體裝置，所述裝置包括：

(a)基底；

(b)限定在所述基底中的第一通道，所述第一通道具有用于接收所述流體懸浮液的連續流的入口和用于排出所述流體懸浮液的出口；以及

(c)聲源，所述聲源被配置為生成并傳遞單個行進的表面聲波，所述行進的表面聲波橫向于在所述通道中的所述流體懸浮液的連續流并且被配置成傳播到被限制在所述通道內的懸浮液中，

其中，所述聲源是單個叉指換能器(IDT)，并且所述IDT包括多個同心弧，所述多個同心弧具有指向所述通道的錐形端，并且所述錐形端具有在4μm至150μm之間的孔徑。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述孔徑為56μm。

3.根據權利要求1或2中任一項所述的裝置，還包括限定在所述基底中的第二通道，所述第二通道具有用于接收流體的入口和用于排出所述流體的出口，所述第二通道設置在所述第一通道與所述聲源中間，

其中，所述第一通道和所述第二通道彼此并排設置，并且所述第一通道和所述第二通道中的流體流動方向處于相同的方向上，所述第一通道和所述第二通道通過設置在所述第一通道與所述第二通道之間的泵送通道以流體連通的方式連接，連接所述第一通道和所述第二通道的所述泵送通道設置在所述第一通道和所述第二通道二者的所述入口與出口中間，并且所述聲源鄰近所述第二通道設置以生成并傳遞所述行進的表面聲波，使所述流體從所述第二通道通過所述泵送通道橫向流動到所述第一通道，所述流體從所述泵送通道到所述第一通道的流動操縱所述第一通道中所述流體懸浮液中的所述顆粒。

4.根據權利要求3所述的裝置，其中，所述第一通道和所述第二通道中的每一個均具有120μm的寬度和25μm的高度。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述第二通道鄰近所述聲源處的寬度比所述第二通道在所述入口和出口處的寬度窄。

6.根據權利要求5所述的裝置，其中，所述第二通道鄰近所述聲源處的寬度為20μm。

7.根據權利要求3所述的裝置，其中，所述泵送通道具有20μm的寬度和170μm的長度。

8.根據權利要求3所述的裝置，其中，所述第一通道和所述第二通道中的每一個的所述入口均與泵流體連通。

9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述基底是壓電基底。

10.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述壓電基底是選自包括下述項的組中的任何壓電材料：鈮酸鋰、鉭酸鋰和硅酸鑭鎵。

11.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述表面聲波具有在100MHz至1000MHz之間的平均頻率。

12.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一通道包括多個出口通道。

13.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述顆粒是選自包括下述項的組中的任何顆粒：有機顆粒、無機顆粒、生物細胞和微生物。

14.一種用于操縱流體懸浮液中的顆粒的方法，所述方法包括：

(a)沿著第一通道引入所述流體懸浮液的連續流；以及

(b)使用聲源生成高度集中的單個行進的表面聲波，所述行進的表面聲波橫向于在所述第一通道中的所述流體懸浮液的連續流以操縱在所述第一通道中行進的所述顆粒，并且被配置成傳播到被限制在所述通道內的懸浮液中，

其中，所述聲源是單個叉指換能器(IDT)，并且所述IDT包括多個同心弧，所述多個同心弧具有指向所述通道的錐形端，并且所述錐形端具有在4μm至150μm之間的孔徑。

15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述孔徑為56μm。