[发明专利]一种粒子分选装置及对液体中粒子进行分选的方法

权利要求书

1.一种基于声表面波的粒子分选装置，其特征在于，包括：压电基底、设置于所述压电基底上的第一叉指换能器、储液区、导流管、注液区、微流道、在所述微流道两侧相对设置的两个第二叉指换能器和出液区；

所述储液区包括多个储液槽，所述注液区包括多个注液槽，所述出液区包括至少两个出液槽，所述储液槽和注液槽通过导流管连接，所述注液槽和出液槽通过所述微流道连接；

所述第一叉指换能器在射频信号驱动下在压电基底的上表面产生行波声表面波，推动储液槽中的液体向注液槽、微流道、出液区方向流动；

所述两个第二叉指换能器在相同的射频信号驱动下在压电基底的上表面产生两列方向相对的相同频率和速度的行波声表面波，叠加形成驻波声表面波，使微流道内液体中粒子偏移到驻波声表面波的相应压力节点；所述第二叉指换能器的指条宽度从远离微流道向靠近微流道一侧呈线性减小；

所述微流道的宽度为大于驻波声表面波的半波长的整数倍。

2.如权利要求1所述的基于声表面波的粒子分选装置，其特征在于，所述微流道的一端具有与注液槽数目相同的开口，对应连接到所述多个注液槽的底部，所述微流道的另一端具有与出液槽数目相同的开口，对应连接到所述至少两个出液槽。

3.如权利要求2所述的基于声表面波的粒子分选装置，其特征在于，所述储液区包括第一储液槽、第二储液槽和第三储液槽，所述注液区包括第一注液槽、第二注液槽和第三注液槽，所述第一储液槽、第二储液槽和第三储液槽的上端口与所述第一注液槽、第二注液槽和第三注液槽的上端口分别通过所述导流管对应连接；

所述出液区包括第一出液槽、第二出液槽和第三出液槽；所述微流道的两端分别具有三个开口，分别对应连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.如权利要求3所述的基于声表面波的粒子分选装置，其特征在于，还包括出液管，所述第一出液槽、第二出液槽和第三出液槽的上端口分别通过出液管连接到外部的收集容器。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于声表面波的粒子分选装置，其特征在于，还包括至少一个射频信号发生装置，用于向所述第一叉指换能器加载一个射频信号，以及向两个第二叉指换能器加载另一个射频信号；

所述射频信号发生装置为射频电源，或，

所述射频信号发生装置包括射频信号发生器，以及与所述射频信号发生器连接的功率放大器。

6.如权利要求5所述的基于声表面波的粒子分选装置，其特征在于，还包括：设置于所述储液区和注液区之间的吸声材料。

7.如权利要求5所述的基于声表面波的粒子分选装置，其特征在于，所述第二叉指换能器的指条宽度范围为50um到25um。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述的基于声表面波的粒子分选装置对液体中粒子进行分选的方法，其特征在于，包括：

第一叉指换能器在射频信号驱动下在压电基底的上表面产生行波声表面波，利用声流耦合效应将中间储液槽中的待分选的液体和两侧储液槽内的辅助试剂分别泵送至对应的注液槽，使储液槽中的液体向注液槽流动，流入微流道中；

两个第二叉指换能器在相同的射频信号驱动下在压电基底的上表面产生两列方向相对的相同频率和速度的行波声表面波，叠加形成驻波声表面波，在微流道内的辅助试剂和待分选的液体中产生声辐射力，将微流道内液体中的不同直径的粒子推向驻波声表面波的相应的压力节点；

在声流力的作用下，载有不同直径的粒子的液体继续流入出液区的出液槽中。

9.如权利要求8所述的对液体中粒子进行分选的方法，其特征在于，还包括：

通过调整第一叉指换能器加载的射频信号的功率，调节储液槽内液体向注液槽的供流速度。

10.如权利要求8或9所述的对液体中粒子进行分选的方法，其特征在于，所述中间储液槽中的待分选的液体为血液，所述两侧储液槽中的辅助试剂为止凝剂和生理盐水的混合液；

所述驻波声表面波在微流道内的混合液和待分选的血液中产生声辐射力，将微流道中血液中的红细胞、白细胞和血小板推向驻波声表面波的三个不同的压力节点；

在声流力的作用下，使分选出的红细胞、白细胞和血小板分别流入不同的出液槽中。