[發(fā)明專利]用于微納米粒子分選的聲學(xué)微流控裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110077764.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN112916058B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔魏巍;李星辰;馬克·瑞德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于微納米粒子分選的聲學(xué)微流控裝置，包括：襯底，襯底上布設(shè)有聲學(xué)激勵(lì)源陣列，位于聲學(xué)激勵(lì)源陣列上方鍵合有微流道；所述微流道的寬度橫跨聲學(xué)激勵(lì)源陣列；所述聲學(xué)激勵(lì)源陣列包括陣列化排列的多個(gè)聲學(xué)激勵(lì)源，各聲學(xué)激勵(lì)源由頂電極與底電極連接，通過聲學(xué)激勵(lì)源陣列，可以提高粒子分選能力。較佳的，聲學(xué)激勵(lì)源陣列中的任意數(shù)量的聲學(xué)激勵(lì)源均形成非閉環(huán)結(jié)構(gòu)的回路，可以降低各聲學(xué)激勵(lì)源之間的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及聲操控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于微納米粒子分選的聲學(xué)微流控裝置。

背景技術(shù)

聲學(xué)微流控(或稱聲鑷)技術(shù)是目前研究活躍的交叉學(xué)科領(lǐng)域。主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)等方面。聲鑷能夠通過在微納米尺度的微粒上施加聲輻射力，實(shí)現(xiàn)對(duì)微納米尺度的微粒分選(如分離或篩選)的操控。

相比于光鑷來說，由于聲鑷對(duì)傳播介質(zhì)的光透明度沒有要求、在單位輸入能量下的捕捉力遠(yuǎn)大于光鑷，可以用更低的能量捕捉相同尺寸的微粒，減少對(duì)微粒造成損傷的危險(xiǎn)或者在相同能量下捕捉更大尺寸的微粒，這些優(yōu)勢(shì)使得聲學(xué)微流控在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其在醫(yī)學(xué)診斷中具有重大應(yīng)用場(chǎng)景。

而目前聲鑷存在分選極限不足(低于1微米難以有效分離)，且通量低等問題，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。因此，如何能提供一種提高粒子捕獲或分選能力的聲鑷是本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于微納米粒子分選的聲學(xué)微流控裝置，以能提高粒子的捕獲或分選能力。

為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于微納米粒子分選的聲學(xué)微流控裝置，其特征在于，包括：

襯底，襯底上布設(shè)有聲學(xué)激勵(lì)源陣列，位于聲學(xué)激勵(lì)源陣列上方鍵合有微流道；

所述微流道的寬度橫跨聲學(xué)激勵(lì)源陣列；

所述聲學(xué)激勵(lì)源陣列包括陣列化排列的多個(gè)聲學(xué)激勵(lì)源。

由上，通過聲學(xué)激勵(lì)源陣列，可提高粒子的捕獲或分選能力，具體來說：進(jìn)行粒子捕獲時(shí)，經(jīng)過聲學(xué)激勵(lì)源陣列各行依次進(jìn)行多次捕捉，在保證粒子捕捉尺寸的條件下，大大提高了高通量流體環(huán)境中粒子的捕捉能力。進(jìn)行篩分粒子時(shí)，可以在固定通量下捕獲較大的粒子，使較小的粒子通過，從而實(shí)現(xiàn)粒子的篩分。對(duì)于多種粒子存在的環(huán)境，可以使用多個(gè)該裝置級(jí)聯(lián)以實(shí)現(xiàn)更精確的篩分效果。

其中，所述聲學(xué)激勵(lì)源陣列中的各聲學(xué)激勵(lì)源為矩形陣列結(jié)構(gòu)，每行聲學(xué)激勵(lì)源由同一頂電極相連，每列聲學(xué)激勵(lì)源由同一底電極相連，各聲學(xué)激勵(lì)源位于所述頂電極與底電極交疊處。

由上是一種聲學(xué)激勵(lì)源陣列的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于電路布設(shè)。

其中，所述聲學(xué)激勵(lì)源陣列中的任意數(shù)量的聲學(xué)激勵(lì)源均形成非閉環(huán)結(jié)構(gòu)的電路路徑。

由上，避免了各聲學(xué)激勵(lì)源出現(xiàn)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，可以有效避免各聲學(xué)激勵(lì)源之間的干擾，且，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)每個(gè)位點(diǎn)的聲學(xué)激勵(lì)源均可被單獨(dú)控制并獲取等量的功率。

其中，各聲學(xué)激勵(lì)源由單一的頂電極相連，每個(gè)聲學(xué)激勵(lì)源與每個(gè)單獨(dú)的底電極相連。

由上，是實(shí)現(xiàn)避免各聲學(xué)激勵(lì)源出現(xiàn)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的一種可選的電路路徑。由于每個(gè)聲學(xué)激勵(lì)源與每個(gè)單獨(dú)的底電極相連，可采用單一的頂電極，電路布設(shè)方便，供電方便。

其中，各聲學(xué)激勵(lì)源分為多組，由對(duì)應(yīng)多個(gè)頂電極相連；每個(gè)聲學(xué)激勵(lì)源與每個(gè)單獨(dú)的底電極相連。

由上，是實(shí)現(xiàn)避免各聲學(xué)激勵(lì)源出現(xiàn)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的一種可選的電路路徑。由于每個(gè)聲學(xué)激勵(lì)源與每個(gè)單獨(dú)的底電極相連，也可根據(jù)電路布設(shè)需要采用多組的頂電極。

其中，各聲學(xué)激勵(lì)源分為多組，由對(duì)應(yīng)多個(gè)頂電極相連，每組中的每個(gè)聲學(xué)激勵(lì)源與每個(gè)單獨(dú)的底電極相連，且一組中的一底電極連接其他組的聲學(xué)激勵(lì)源底電極時(shí)，形成非閉環(huán)結(jié)構(gòu)的電路路徑。