通道126a和通道126b进入喷射腔室131。
[0109]在一个实施方式中，喷射通道127离开喷射腔室130，以及喷射通道128离开喷射腔室131，并且喷射通道127、喷射通道128均进入质询腔室129(见图2A)。喷射腔室127、喷射通道128可以设置在芯片100的任何层中并以任何角度进入相同平面中的通道164C。
[0110]在一个实施方式中，为了形成强的、瞬时的喷射流，喷射通道127、喷射通道128可以在它们连接到主通道164C时成锥形。然而，本领域普通技术人员应当知道，喷射通道127、喷射通道128可以具有特定的角度，或者具有不同的结构，只要它们实现本发明所描述的特征即可。
[0111]在一个实施方式中，喷射通道127、喷射通道128工作，以分别使膜片170、膜片171移位或弯曲，并且将鞘状或缓冲流体163喷射或挤压到通道164C中。然而，当膜片170、膜片171返回到中间(未弯曲)位置时，从喷射腔室130、喷射腔室131发出的喷射通道127、喷射通道128作为分散器工作，以确保维持从喷射腔室130、喷射腔室131到通道164C的净流体体积，并确保易于利用鞘状或缓冲流体163来再填充腔室130、腔室131。
[0112]在一个实施方式中，输出通道140-142为从质询腔室129内的通道164C到输出口111-113。如上所述，在一个实施方式中，不止一个芯片上的压电致动器组件109、压电致动器组件110或外部堆叠的压电致动器组件209、压电致动器组件210(以任何尺寸或在任何位置)可以用来连接到喷射通道127、喷射通道128中的每一者，以提供额外的动力来将鞘状或缓冲流体163从喷射腔室130、喷射腔室131喷射到通道164C中。在一个实施方式中，从进入通道164C的每一个喷射通道127、128到每一个输出通道140-142的距离应当比成分160之间的距离短，以避免目标成分160与不期望的成分160混合(以下进一步描述)。在一个实施方式中，输出通道140-142的横截面和长度应当维持在预定的体积比(S卩2:1:2或1:2:1等等)，以获得输出通道140-142的所期望的液压阻力。
[0113]在一个实施方式中，质询装置设置在通道116、通道117进入通道164B中的位置的下游。在一个实施方式中，通道164B成锥形进入质询腔室129中，这加速流体混合物穿过质询腔室129的流动。然而，本领域普通技术人员应当知道，只要本发明根据所期望的要求执行，通道164B不必成锥形，并且可以有任何的规格和尺寸。
[0114]质询装置用来质询并识别通道164B中的流体混合物中的穿过质询腔室129的成分160。注意，通道164B可以设置在单一的层(即层102)中，或者可以设置在层与层(即层102、层103)之间。在一个实施方式中，质询腔室129包括在至少最上层(即层104或其它层)中切割到微流体芯片100中的开口或窗口 149(见图3)，并且另一个开口或窗口 152在至少最下层(即层101或其它层)中被切割到芯片110中。
[0115]在一个实施方式中，开口150穿过层101-104被切割到微流体芯片中。在一个实施方式，顶部窗口 149被配置成容纳第一覆盖物133，并且底部窗口 152被配置成容纳第二覆盖物132。然而，窗口 149、窗口 152可以位于任何适合的层中，而不必在最上层/最下层中。覆盖物133、覆盖物132可以根据所期望的传输需求由任何材料制成，例如塑料、玻璃，或者甚至可以是透镜。注意，尽管在图3中不出了窗口 149、窗口 152和开口 150的相对直径，但是这些可以根据制造考虑而改变。
[0116]在一个实施方式中，上面所提到的第一覆盖物133和第二覆盖物132被配置成封闭质询腔室129。窗口 149、窗口 152和覆盖物133、覆盖物132(见图3)允许通过开口 150来观察在通道164B中的流体混合物120中流经质询腔室129的成分160(见图5A)，并且通过适合的光源147作用在该成分160上，光源147被配置成发出具有任何匹配流体混合物120中的可刺激的成分的波长的高强度光束148。尽管示出了激光器147，但是可以使用其它任何合适的光源(例如发光二极管、弧光灯等等)来发出刺激该成分的光束。
[0117]在一个实施方式中，需要来自合适的激光器147、具有预先选择的波长的高强度激光束148(例如355nm连续波(continuous wave，CW)(或准CW)激光器147)来刺激流体混合物中的成分160(即精子细胞)。在一个实施方式中，激光器147(见图3)发出激光束148，其穿过层104中的窗口 149、穿过芯片100的最上部处的覆盖物133、穿过开口 150并穿过覆盖物132和芯片100的层101中的窗口 152，以照射流经芯片100的质询区域129中的通道164B的成分160。
[0118]在一个实施方式中，可以通过光纤将光束148传递至成分160，该光纤在开口 150处嵌入在微流体芯片100中。
[0119]高强度光束148与成分160相互作用(见以下详细的阐述)，并穿过第一覆盖物133和第二覆盖物132，以从底部窗口 152离开，使得由光束148所诱发的发射光151被物镜153接收。物镜153可以关于微流体芯片100设置在任何合适的位置。因为质询腔室129被第一覆盖物133和第二覆盖物132密封，所以高强度光束148不会撞击在微流体芯片100上且不会损坏层101-104。因此，第一覆盖物133和第二覆盖物132帮助防止高强度光束148和由微流体芯片材料(即塑料)所引起的光子噪声损坏微流体芯片100。
[0120]在一个实施方式中，通过光学传感器154将由物镜153所接收的发射光151转化成电信号，该光学传感器154例如为光电倍增管(photomultiplier tube，PMT)或光电二极管等等。可以通过模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)155将电信号数字化并发送到基于数字信号处理器(digital signal processor，DSP)的控制器156。基于DSP的控制器156监控电信号，然后可以以预定的值触发两个致动驱动器(S卩157a、157b)中的一者，以驱动两个压电致动器组件(109、110或209、210)中相关的一者。在一个实施方式中(如图2A中所示)，压电驱动器和压电致动器(158a、158b或219、220)分别是两个压电致动器组件(109、110或209、210)设置在质询腔室129的任一侧上的部分。发送到压电致动器(109、110或219、220)的触发信号通过传感器原始信号来确定，以在检测到所选择的成分时，激活特定的压电致动器组件(109、110、209、210)。
[0121]在具有粘接的压电致动器组件109、压电致动器组件110的实施方式中，膜片170、膜片171的厚度可以不同，并取决于通过芯片100上的致动器组件109、致动器组件110经由电线所施加的电压。当将电信号通过电子电路直接发送到致动器组件(即109、110)时，膜片170、膜片171弯曲并改变(增大)腔室130、腔室131中的压力。
[0122]在质询之后，成分160离开用于质询区域129的开口 150时，压电致动器组件(109、110或209、210)中的至少一者用来作用在通道164C中的流体混合物中所期望的成分160上。尽管致动驱动器157b和压电致动器组件110并未示出在图4中，但是致动驱动器157b和压电致动器组件110的操作和配置与致动驱动器157a和压电致动器组件109的操作和配置相同。因此，压电致动器157b动作，以使通道164C中的流动流中的成分160偏转到右输出通道142并偏转到第三输出口 113。相同的操作适用于压电致动器组件110，其经由喷射通道128喷射来自喷射腔室131的鞘状或缓冲流体163并使目标成分或所选择的成分160偏转到左输出通道140和第三输出口 113。
[0123]在可替选的实施方式中，压电致动器组件106A(即类似于压电致动器组件109、压电致动器组件110并具有合适尺寸的压电盘，见图2C)或适合的栗送系统(见图9，例如后面所讨论的)用来朝向交叉点161栗送通道164中的样本流体120。样本压电致动器组件106A将设置在样本输入口 106处。通过将样本流体混合物120栗送到主通道164中，在其中分离成分160方面可以实现控制措施，使得在成分160进入主通道164时，在成分160之间可以做出更受控的关系。
[0124]如果没有采用压电致动器组件109、压电致动器组件110，则(目标)成分160从主通道164前进到中心输出通道141，并前进到第二输出口 112，并且鞘状或缓冲流体163分别穿过输出通道140、输出通道142前进到输出口 110、输出口 112。
[0125]在一个实施方式中，输出通道140-142的尺寸从通道164C到离开质询腔室129而增加，使得用于改进所分离的成分160的输出比通过一个或多个相关通道来增大。
[0126]芯片操作
[0127]在一个实施方式中，根据已知方法，微流体芯片100设置在无菌状态中，并且可以准备一种或多种溶液(即鞘状或缓冲流体163)，或者，可以通过使微流体芯片100排液或通过使鞘状或缓冲流体153或其它溶液流经微流体芯片100来清洁微流体芯片100的任何流体或物质。一旦微流体芯片100准备好，且喷射腔室130、喷射腔室131填充有鞘状或缓冲流体163(在制造的过程中或在制造之后(如上所述))，则空气通风口 121、空气通风口 122就被密封。如上所述，在另一个实施方式中，空气通风口 121、空气通风口 122可以保持开启，以在操作的过程中用于将额外的鞘状或缓冲流体163添加到腔室130、腔室131。
[0128]在一个实施方式中，如上所述，待分离的成分160例如包括:与没有活力的且非活动的精子分离的有活力的且活动的精子;按照性别和其它性别分类变型方式分离的精子；从细胞群中分离的干细胞;与没有标签的细胞分离的一个或多个以期望的/非期望的特性进行区分的有标签的细胞;具有不同的期望特征的精子细胞;根据规定的特征在核DNA中分离的基因；基于表面标记分离的细胞;基于膜完整性(生存能力)、潜在的或预测的生殖状态(生育力)、冷冻后存活的能力等分离的细胞；与污染物或碎片分离的细胞；与受损的细胞(即癌细胞)(如在骨髓提取物中)分离的健康细胞;血浆混合物中与白细胞和血小板分离的红细胞；以及与任何其它细胞成分分离成对应的部分的任何细胞;损坏的细胞、或污染物或碎片、或期望被分离的任何其它生物物质。成分160可以是用联接分子或者嵌有荧光或发冷光的标签分子进行处理或涂覆的细胞或者珠子。成分160可以具有各种各样的物理属性或化学属性，例如尺寸、形状、材料、纹理等等。
[0129]在一个实施方式中，可以同时测量成分160的异源群体，其中针对不同数量或类似数量的流型检查每一种成分160(例如多路测量)，或者可以基于标签(例如荧光)、图像(由于尺寸、形状、不同的吸收、散射、荧光性、发冷光特征、荧光性或冷光发射轮廓、荧光或冷光的衰退寿命)和/或粒子位置等等检查并区别成分160。
[0130]在一个实施方式中，如图5A所示，可以使用根据本发明的成分分类系统的两步式聚焦方法，以便定位通道164B中的成分160，以用于质询腔室129中的质询。
[0131 ] 在一个实施方式中，通过穿过样本输入口 106而输入包含成分160(例如精子细胞等等)的流体样本120，并穿过鞘状或缓冲输入口 107、鞘状或缓冲输入口 108而输入鞘状或缓冲流体163来实现本发明的第一聚焦步骤。在一个实施方式中，成分160用染色剂(例如Hoechst的染色剂)来预染色，以便允许荧光性并用于待检测成像。在一个实施方式中，鞘状或缓冲流体163设置在喷射腔室130、喷射腔室131中，并且输入口 121、输入口 122被密封。
[0132]在一个实施方式中，如图5A中所示，样本流体混合物120中的成分160流经主通道164，并具有随机取向和位置(见插图A)。在交叉点161处，当鞘状或缓冲流体163遇到样本混合物120时，在主通道164中流动的样本混合物120被来自通道114、通道115的鞘状或缓冲流体163在第一方向上(即取决于主通道164进入交叉点161的位置，至少水平地、在流动的至少两侧上，假设不是在所有的侧上)压缩。因此，将成分160围绕通道164聚焦，并且成分160可以在通道164A的深度上被压缩成薄带。导入到通道164A中的交叉点161为聚焦区域。因此，在交叉点161处，在样本120被来自通道114、通道115的鞘状或缓冲流体163朝向通道164A的中心压缩时，成分160(即精子细胞)朝向通道164宽度的中心移动。
[0133]在一个实施方式中，本发明包括第二聚焦步骤，其中在交叉点162处，包含成分160的样本混合物120进一步被鞘状或