颗粒分离制造技术

流体夹带颗粒分离器可包括用于引导流体夹带的颗粒的入口通道、从入口通道分支出来的第一分离通道、从入口通道分支出来的第二分离通道、和用于产生作用在颗粒上的介电泳力的电场来将颗粒引导到第一分离通道或第二分离通道的电极，其中第一分离通道、第二分离通道、电场、和介电泳力在平面中延伸。

Particle separation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒分离
技术介绍
颗粒的分离在各行各业中进行。例如，在生物学和医学中，稀有细胞通常从患者的血液中分离出来以进行诊断。诸如稀有血细胞的颗粒的分离面临着许多挑战。附图说明图1是示例性流体夹带颗粒分离器的一部分的示意图；图2是用于分离流体夹带颗粒的示例性方法的流程图；图3是另一示例性流体夹带颗粒分离器的一部分的示意图；图4是又一示例性流体夹带颗粒分离器的一部分的示意图；图5是再一示例性流体夹带颗粒分离器的一部分的示意图；图6是沿线6-6截取的图5的流体夹带颗粒分离器的剖视图；图7是沿线7-7截取的图5的流体夹带颗粒分离器的剖视图；图8是另一示例性流体夹带颗粒分离器的一部分的示意图；图9是沿线9-9截取的图8的流体夹带颗粒分离器的剖视图；图10是沿线10-10截取的图8的流体夹带颗粒分离器的剖视图；图11是沿图8的线11-11截取的另一示例性流体夹带颗粒分离器的剖视图；图12是沿着图8的线12-12截取的图11的流体夹带颗粒分离器的剖视图；图13是又一个示例性的流体夹带颗粒分离器的一部分的示意图；图14是沿线14-14截取的图13的流体夹带颗粒分离器的剖视图；图15是沿线15-15截取的图13的流体夹带颗粒分离器的剖视图；图16是用于形成流体夹带颗粒分离器的示例性方法的流程图；图17是另一示例性的流体夹带颗粒分离器的部分的顶部透视图；图18是图17的流体夹带颗粒分离器的顶视图；图19是示出在图18的流体夹带颗粒分离器的部分中产生的介电泳力的图；图20是示意性地示出另一示例性流体夹带颗粒分离器的顶视图；图21是示意性地示出又一示例性流体夹带颗粒分离器的顶视图。在整个附图中，相同的附图标记指定相似但不一定相同的元件。附图不一定按比例绘制，并且可增大某些部分的尺寸以更清楚地说明所示出的示例。此外，附图提供了与说明书一致的示例和/或实施方式；然而，说明书不限于附图中提供的示例和/或实施方式。具体实施方式本文公开了一种基于颗粒相对于彼此和/或周围介质的尺寸和电极化率来分离颗粒(例如生物细胞)的示例性颗粒分离器。颗粒极化特性是所施加的电场频率的函数。由于电场频率可很容易地修改，因此这种颗粒分离器高度地适应于和应用于各种范围的颗粒和应用。本文公开的示例性颗粒分离器具有有利于均匀力场的几何形状和架构。结果是提高了颗粒分离的再现性和可靠性。所公开的颗粒分离器可以进一步使流内的颗粒定位在所生成的流体动力场内可预测的位置。结果是颗粒可再现地且可靠地分离并且被引导到两个不同的区域或两个不同的分离通道，以获得一致的结果。本文公开的示例性的流体夹带颗粒分离器使用介电泳力来促进不同颗粒的分离。被分离的流体颗粒被夹带在被引导通过入口通道的流体中。电极创建电场，该电场在颗粒上施加介电泳力以将颗粒从入口通道引导到不同的分离通道。在一些实施方式中，利用颗粒聚集器在分离之前在入口通道内将被夹带在流体中的颗粒聚集成层流。在一个实施方式中，颗粒聚集器可以包括流体动力聚集器，其利用缓冲溶液的第一和第二鞘流，所述第一和第二鞘流将包含颗粒的溶液夹在中间以提供这样的层流。在其他实施方式中，可采用其他颗粒聚集器，例如自由流负介电电泳颗粒聚集器和自由流等速电泳颗粒聚集器。在一个实施方式中，分离通道和电极被定位和定向，使得由电极产生的电场和所导致的介电泳力与分离通道在单一平面中延伸。因为分离通道、电场、和介电泳力在单一平面中延伸，所以颗粒的分离更可预测且更不混乱，从而产生更可靠的结果。本文公开了一种示例性流体夹带颗粒分离器，其可包括用于引导流体中夹带的颗粒的入口通道，从入口通道分支出来的第一分离通道，从入口通道分支出来的第二分离通道和用于创建在颗粒上施加介电泳力的电场的电极。介电泳力将颗粒引导至第一分离通道或第二分离通道。第一分离通道、第二分离通道、电场和介电泳力在一个平面中延伸。本文公开了一种用于分离夹带在流体中的颗粒的示例性方法。该方法可包括引导夹带在流中的颗粒通过入口通道。该方法可进一步包括向该流施加在一个平面中的电场以在颗粒上施加该平面中的介电泳力，从而将该流中的颗粒的第一子集转移到在该平面中延伸的第一分离通道并将该流中颗粒的第二子集转移到在该平面中延伸的第二分离通道。本文公开了一种用于形成流体夹带颗粒分离器的示例性方法。该方法可包括形成入口通道、从入口通道分支出来的第一分离通道、和从入口通道分支出来的第二分离通道。在第一分离通道和第二分离通道的侧表面上形成电极。电极在彼此相对的侧表面上被电隔离。图1是示出了一种示例性流体夹带颗粒分离器20的一些部分的示意图。分离器20包括入口通道24，分离通道26，分离通道36，和电极40A，40B和40C(统称为电极40)。入口通道24包括沟道，例如微流体沟道，其引导包含待分离颗粒的溶液。分离通道26和36包括沟道，例如从入口通道24延伸并从入口通道24分支出来的微流体通道。分离通道26，36通向不同的、在那里可收集和分析所分离的颗粒或细胞的目的地。在一些实施方式中，被引导到分离通道26或被引导到分离通道36的颗粒可以在下游进行进一步分离。在所示出的示例中，分离通道26，36在单一平面中延伸，例如单一水平平面。在一些实施方式中，分离通道26，36与入口通道24在相同的平面中延伸。虽然通道26，36示出为以135°的角度从入口通道24分支出来，但是应当理解，通道26和36可以从入口通道24以其他角度延伸。提供电极40以创建跨通道24，26和36的电场。电极40在单一平面中延伸，使得它们产生在与通道24，26和36的平面相同的平面中延伸的电场。因为分离通道、电场、和介电泳力在单一平面中延伸，所以颗粒的分离更可预测且更不混乱，从而产生更可靠的结果。在所示出的示例中，电极40A沿通道24和26延伸。电极40B沿通道24和36延伸。电极40C沿通道26和36延伸。应当理解，每个电极40可以是连续电极，或者可以由连接到地或到电流源(例如交流频率电流源)的多个单独元件形成。在一个实施方式中，电极40A和40B被分隔开跨入口通道24的距离，是待分离的目标颗粒的直径的至少10倍的距离。同样地，电极40A和40C以及电极40B和40C也分别被分隔开跨分离通道26和36的距离，是被分离的目标颗粒直径的至少10倍的距离。这种分隔降低了全局电场不会因颗粒的存在而显著扭曲的可能性，从而对流中的所有颗粒进行类似的分离。图2是一种用于分离流体夹带颗粒的示例性方法100的流程图。方法100以更可预测和更不混乱的方式提供颗粒分离，从而产生更可靠的结果。虽然方法100被描述为用分离器20进行，但是应当理解，方法100可以用下面描述的任何分离器或其他类似的颗粒分离器来进行。如方框106所示，待分离的颗粒被夹带在流中并且被引导通过入口通道24。这些颗粒可以与其他颗粒混合。例如，待分离的某些目标颗粒，例如稀有生物细胞，可以与其他生物细胞或其他颗粒混合。如将在下文所描述的，在一些实施方式中，颗粒可在分离之前在入口通道24之前或之内被聚集。在一个实施方式中，颗粒可以被聚集成穿过入口通道24的层流。在一个实施方式中，颗粒可以用流体动力学聚集器进行聚集，所述流体动力聚集器将流体夹带颗粒夹在至少一种缓冲溶液的片流之间。在其他实施方式中，流体夹带颗粒可以以其他方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体夹带颗粒分离器，包括：入口通道，用于引导流体中夹带的颗粒；从所述入口通道分支出来的第一分离通道；从所述入口通道分支出来的第二分离通道；电极，用于创建对所述颗粒施加介电泳力以将所述颗粒引导到所述第一分离通道或所述第二分离通道的电场，其中所述第一分离通道、所述第二分离通道、所述电场、和所述介电泳力在平面中延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流体夹带颗粒分离器，包括：入口通道，用于引导流体中夹带的颗粒；从所述入口通道分支出来的第一分离通道；从所述入口通道分支出来的第二分离通道；电极，用于创建对所述颗粒施加介电泳力以将所述颗粒引导到所述第一分离通道或所述第二分离通道的电场，其中所述第一分离通道、所述第二分离通道、所述电场、和所述介电泳力在平面中延伸。2.根据权利要求1所述的流体夹带颗粒分离器，还包括颗粒聚集器，用于在所述入口通道内将所述颗粒聚集成层流。3.根据权利要求2所述的流体夹带颗粒分离器，其中所述颗粒聚集器包括流体动力聚集器。4.根据权利要求3所述的流体夹带颗粒分离器，其中所述流体动力颗粒聚集器包括通向所述入口通道的第一鞘流通道，通向所述入口通道的第二鞘流通道，和通向所述入口通道的颗粒流通道，所述颗粒流通道用于在来自所述第一鞘流通道和所述第二鞘流通道的鞘流体之间供应颗粒。5.根据权利要求2所述的流体夹带颗粒分离器，其中所述颗粒聚集器选自包括自由流负介电电泳颗粒聚集器和自由流等速电泳颗粒聚集器的一组颗粒聚集器。6.根据权利要求1所述的流体夹带颗粒分离器，其中所述第一分离通道和所述第二分离通道中每一个通道包括相对的侧壁，并且其中所述电极具有平行于且沿着所述相对的侧壁的面。7.根据权利要求1所述的流体夹带颗粒分离器，还包括：从所述第一分离通道分支出来的第三分离通道；和从所述第一分离通道分支出来的第四分离通道，其中所述电场对所述颗粒施加介电泳力以将所述第一分离通道中的所述颗粒引导到所述第三分离通道或所述第四分离通道，其中所述第三分离通道和所述第四分离通道在所述平面中延伸。8.根据权利要求1所述的流体夹带颗粒分离器，还包括第三分离通道，从所述入口通道分支出来并在所述平面中延伸，其中所述电场对所述颗粒施加介电泳力以将所述入口通道中的所述颗粒引导到所述第一分离通道、所述第二分离通...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·什科利尼科夫，陈健华，
申请(专利权)人：惠普发展公司有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US