[發(fā)明專利]一種粒子分選裝置及對液體中粒子進(jìn)行分選的方法

有效

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• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109174426B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡泓;韓俊蘢;雷芋琳;黃慶云
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號: B03B5/00
• 分類號: B03B5/00
• 代理公司: 北京思格頌知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11635
• 代理人: 楊超;潘珺

1.一種基于聲表面波的粒子分選裝置，其特征在于，包括：壓電基底、設(shè)置于所述壓電基底上的第一叉指換能器、儲液區(qū)、導(dǎo)流管、注液區(qū)、微流道、在所述微流道兩側(cè)相對設(shè)置的兩個第二叉指換能器和出液區(qū)；

所述儲液區(qū)包括多個儲液槽，所述注液區(qū)包括多個注液槽，所述出液區(qū)包括至少兩個出液槽，所述儲液槽和注液槽通過導(dǎo)流管連接，所述注液槽和出液槽通過所述微流道連接；

所述第一叉指換能器在射頻信號驅(qū)動下在壓電基底的上表面產(chǎn)生行波聲表面波，推動儲液槽中的液體向注液槽、微流道、出液區(qū)方向流動；

所述兩個第二叉指換能器在相同的射頻信號驅(qū)動下在壓電基底的上表面產(chǎn)生兩列方向相對的相同頻率和速度的行波聲表面波，疊加形成駐波聲表面波，使微流道內(nèi)液體中粒子偏移到駐波聲表面波的相應(yīng)壓力節(jié)點(diǎn)；所述第二叉指換能器的指條寬度從遠(yuǎn)離微流道向靠近微流道一側(cè)呈線性減小；

所述微流道的寬度為大于駐波聲表面波的半波長的整數(shù)倍。

2.如權(quán)利要求1所述的基于聲表面波的粒子分選裝置，其特征在于，所述微流道的一端具有與注液槽數(shù)目相同的開口，對應(yīng)連接到所述多個注液槽的底部，所述微流道的另一端具有與出液槽數(shù)目相同的開口，對應(yīng)連接到所述至少兩個出液槽。

3.如權(quán)利要求2所述的基于聲表面波的粒子分選裝置，其特征在于，所述儲液區(qū)包括第一儲液槽、第二儲液槽和第三儲液槽，所述注液區(qū)包括第一注液槽、第二注液槽和第三注液槽，所述第一儲液槽、第二儲液槽和第三儲液槽的上端口與所述第一注液槽、第二注液槽和第三注液槽的上端口分別通過所述導(dǎo)流管對應(yīng)連接；

所述出液區(qū)包括第一出液槽、第二出液槽和第三出液槽；所述微流道的兩端分別具有三個開口，分別對應(yīng)連接到所述第一注液槽、第二注液槽和第三注液槽以及所述第一出液槽、第二出液槽和第三出液槽的底部。

4.如權(quán)利要求3所述的基于聲表面波的粒子分選裝置，其特征在于，還包括出液管，所述第一出液槽、第二出液槽和第三出液槽的上端口分別通過出液管連接到外部的收集容器。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基于聲表面波的粒子分選裝置，其特征在于，還包括至少一個射頻信號發(fā)生裝置，用于向所述第一叉指換能器加載一個射頻信號，以及向兩個第二叉指換能器加載另一個射頻信號；

所述射頻信號發(fā)生裝置為射頻電源，或，

所述射頻信號發(fā)生裝置包括射頻信號發(fā)生器，以及與所述射頻信號發(fā)生器連接的功率放大器。

6.如權(quán)利要求5所述的基于聲表面波的粒子分選裝置，其特征在于，還包括：設(shè)置于所述儲液區(qū)和注液區(qū)之間的吸聲材料。

7.如權(quán)利要求5所述的基于聲表面波的粒子分選裝置，其特征在于，所述第二叉指換能器的指條寬度范圍為50um到25um。

8.一種使用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于聲表面波的粒子分選裝置對液體中粒子進(jìn)行分選的方法，其特征在于，包括：

第一叉指換能器在射頻信號驅(qū)動下在壓電基底的上表面產(chǎn)生行波聲表面波，利用聲流耦合效應(yīng)將中間儲液槽中的待分選的液體和兩側(cè)儲液槽內(nèi)的輔助試劑分別泵送至對應(yīng)的注液槽，使儲液槽中的液體向注液槽流動，流入微流道中；

兩個第二叉指換能器在相同的射頻信號驅(qū)動下在壓電基底的上表面產(chǎn)生兩列方向相對的相同頻率和速度的行波聲表面波，疊加形成駐波聲表面波，在微流道內(nèi)的輔助試劑和待分選的液體中產(chǎn)生聲輻射力，將微流道內(nèi)液體中的不同直徑的粒子推向駐波聲表面波的相應(yīng)的壓力節(jié)點(diǎn)；

在聲流力的作用下，載有不同直徑的粒子的液體繼續(xù)流入出液區(qū)的出液槽中。

9.如權(quán)利要求8所述的對液體中粒子進(jìn)行分選的方法，其特征在于，還包括：

通過調(diào)整第一叉指換能器加載的射頻信號的功率，調(diào)節(jié)儲液槽內(nèi)液體向注液槽的供流速度。

10.如權(quán)利要求8或9所述的對液體中粒子進(jìn)行分選的方法，其特征在于，所述中間儲液槽中的待分選的液體為血液，所述兩側(cè)儲液槽中的輔助試劑為止凝劑和生理鹽水的混合液；

所述駐波聲表面波在微流道內(nèi)的混合液和待分選的血液中產(chǎn)生聲輻射力，將微流道中血液中的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板推向駐波聲表面波的三個不同的壓力節(jié)點(diǎn)；

在聲流力的作用下，使分選出的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板分別流入不同的出液槽中。