[发明专利]使粒子在微通道中聚集的系统和方法

权利要求书

1.一种使悬浮在移动流体中的具有直径为a的粒子聚集在至少两条局 域化流动线路中的系统，包括：

基底；

设置在所述基底上的具有水力直径D_h的至少一条通道，其中所述通道 具有入口和出口；和

受调控的泵送元件以最大通道速度U_m驱动流体层流中的移动流体， 导致粒子雷诺准数R_p大于或等于0.2，从而使粒子聚集为至少两条局域流动 线路，所述线路相应于通道的相对侧的至少两个平衡位置，

其中所述粒子雷诺准数R_p定义为R_p＝U_ma²/vD_h，其中v是流体的运动 粘度。

2.权利要求1的系统，其中所述系统设计为聚集粒子的尺寸与水力直 径之比大于或等于0.07，并且小于或等于0.5。

3.权利要求1的系统，其中在聚集过程中移动流体流动的雷诺准数大 于或等于1且小于或等于250。

4.权利要求1的系统，其中所述至少一条通道具有矩形截面和宽度小 于或等于100微米。

5.权利要求1的系统，其中所述通道的第一矩形尺寸与第二矩形尺寸 的宽高比为0.3至0.8。

6.权利要求1的系统，其中至少一条通道是具有弧度的通道，具有定 义为δ＝D_h/2r的曲率(δ)，其中r为所述具有弧度的通道的平均曲率半径，其 中所述速度导致流动通过所述通道的狄恩准数D_e小于或等于20，其中狄恩 准数定义为D_e＝R_c(D_h/2r)^1/2，而通道的雷诺准数R_c是1至250。

7.权利要求1的系统，其中所述至少一个通道为不对称曲形通道，其 中所述速度使得通道雷诺准数R_c为0.075到225的范围，其中通道雷诺准 数R_c定义为Rc=UmDhv.]]>

8.权利要求1的系统，其中所述至少一个通道包含不对称曲形通道， 其是具有大转弯和小转弯。

9.权利要求1的系统，其中至少一个通道是直通道。

10.权利要求9的系统，其中所述直通道具有宽高比为2至1。

11.权利要求1的系统，其中所述通道具有在整个通道范围内变化的宽 高比。

12.权利要求1的系统，还包括

用标记对选定的粒子进行标记的标记系统；和

与通道连接的分选系统，所述分选系统用于将标记选定的粒子选择性 地分流至第一输出分支，其中分选系统还包括探测标记选定的粒子的探测 器。

13.权利要求12的系统，其中所述标记包含磁珠形式的磁性标记，所 述磁珠包覆针对细胞特定表面抗原的抗体使得表达这种抗原的细胞与磁珠 连接，其中细胞包含循环肿瘤细胞，并且其中分选系统包括偏磁元件，该 偏磁元件向标记选定的粒子施加力，使得标记选定的粒子分流至第一输出 分支。

14.权利要求1的系统，进一步包括具有矩形截面的不对称曲形通道， 该矩形截面的宽高比在通道的长度范围内变化导致形成单条聚集粒子流。