[發明專利]利用超高頻聲波控制溶液中的微粒移動的方法及設備

在審

• 申請號: 202010544959.7
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN112076808A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 段學欣;楊洋
• 申請（專利權）人: 安行生物技術有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01J19/10
• 代理公司: 北京展翅星辰知識產權代理有限公司 11693
• 代理人: 魏威

本發明公開了一種控制流體中的目標顆粒移動的微流控系統及方法。本發明的系統包括流體通道，其具有入口和多個出口；一個或多個超高頻聲波諧振器，所述超高頻體聲波諧振器可在所述流體通道產生頻率為約0.5?50GHz的體聲波；通過調節超高頻體聲波諧振器體聲波產生區域的形狀和設置方位，使得顆粒在進入體聲波在溶液中引發的渦旋通道，按指定位置和方向移動。本發明的系統和方法可以對溶液中的顆粒進行控制和分離，得到指定的顆粒，或得到分離顆粒后的純化的溶液。

本申請要求以下中國專利申請的優先權：2019年6月13日提交的、申請號為201910512148.6、發明名稱為“利用超高頻聲波控制溶液中的微粒移動的方法及設備”，其全部內容通過引用結合在本申請中。

技術領域

本發明涉及細胞研究方法學與醫療器械領域。具體的，本發明涉及一種對細胞或微囊泡進行分離和分析的微流控系統和使用所述系統來分離和分析細胞或微囊泡的方法。

背景技術

人體體液如血液和組織液中存在的細胞或亞細胞顆粒，以及核酸和蛋白質等生物大分子顆粒對生理健康和研究非常重要，因此存在將體液中的細胞或亞細胞顆粒或生物大分子顆粒進行分離的需求。現有技術中通過濾網的方法分離細胞等顆粒的方法很多，但都存在諸如操作復雜，容易出現堵塞，處理量低等缺點。

利用微流控系統對樣品中的顆粒進行分離是新興的技術。已經報道的方法大多數是基于細胞等顆粒的物理性質如大小進行分離，或者是基于生物特異性進行區別和分離。這些方法存在花費巨大和處理量低的問題。

因此，目前亟需一種系統及方法，以實現對溶液中的細胞或微囊泡或生物大分子顆粒的分離，獲得需要的細胞或生物大分子顆粒，或是去除細胞等顆粒后得到的純化的體液。

發明內容

本發明首次發現利用超高頻體聲波能夠在微流控系統中有效地操控溶液中的細胞或囊泡，或核酸或蛋白質或多糖等生物大分子等柔性顆粒的移動位置和方向，由此提供了分離和獲得目標細胞或囊泡或生物大分子顆粒，或者是獲得去除細胞或囊泡或生物大分子等顆粒后的液體的方法和系統。

具體的，本發明提供了一種控制溶液中柔性微粒的移動的方法，包括：

(1)使含有目標柔性微粒的溶液流經一個微流控設備，所述設備包括；

流體通道，其具有入口和流出通道；

一個或多個超高頻體聲波諧振器，其設置于所述流體通道的一個壁上，所述超高頻體聲波諧振器可在所述流體通道產生傳向所述流體通道的對側的壁的頻率為約0.5-50GHz的體聲波；

(2)所述超高頻諧振器發射傳向所述流體通道的對側的壁的體聲波，在溶液中產生由超高頻諧振器的體聲波產生區域的邊界限定(define)的渦旋通道；

(3)使得溶液中的目標柔性微粒進入渦旋通道和順著渦旋通道移動，并在設定的位置離開渦旋通道。

柔性微粒是指具有形變性質的納米或微米顆粒。柔性顆粒可以是人工的或天然的。所述顆粒可以為帶有膜結構的微團，特別是具有脂質雙分子層或類脂質雙分子層的微團，例如為細胞或囊泡，包括外泌體等，或者是人工制備的，例如為油包水制劑或者水包油包水(W/0/W)雙乳液制劑形式的脂質體或微膠囊等。所述顆粒也可以是具有不規則形狀的，例如為核酸或蛋白等生物大分子。

在其中一個方面，本發明提供了一種控制溶液中細胞或囊泡的移動的方法，包括：

(1)使含有目標細胞或囊泡的溶液流經一個微流控設備，所述設備包括；

流體通道，其具有入口和流出通道；

一個或多個超高頻體聲波諧振器，其設置于所述流體通道的一個壁上，所述超高頻體聲波諧振器可在所述流體通道產生傳向所述流體通道的對側的壁的頻率為約0.5-50GHz的體聲波；