方式集中和流体动力学方式集中而得以增强。如图10示出的本发 明的一个实施方式中，为了减少鞘液的消耗可使用一维的流体动力学方式集中。示出了微 流体通道内声学方式集中和流体动力学方式集中的结合。流体动力学方式集中使颗粒局限 于水平方向而声学方式集中使颗粒局限于垂直方向。该实施方式中完成了平面装置内声学 方式集中和流体动力学方式集中的易实施性。（若图10中的受力图旋转90度也可工作。） 使用声学方式集中和流体动力学方式集中二者还阻止小颗粒和分子物种接触通道壁。
[0088] 本发明的另一个实施方式允许微流体应用中的串行声学方式集中。应用于在近似 矩形横截面单元腔内流动的颗粒流的声学方式集中将颗粒集中到带状结构中。为了维持许 多微流体装置中使用的分层结构，保持换能器放置于平行平面内是有利的。因此，集中颗粒 到狭窄的空间结构中的方法涉及以声学方式集中颗粒到平面内、以90度旋转流、然后再次 以声学方式集中颗粒到新的正交平面内。最终结果是颗粒的狭窄的空间分布。当使用换能 器激发流动腔内的偶极型模式时，结果是颗粒围绕流动腔的中心轴狭窄地集中。
[0089] 射流系统中气泡的移除
[0090] 在传统的流式细胞仪中，黏附于射流系统壁上的气泡是有问题的。该气泡通过移 动分层的流向线、影响局部反应和偏离集中的颗粒流而进行妨碍。例如，在流式细胞仪中， 射流系统中的气泡可对移动流体动力学方式集中的样本流的位置有影响。该移动在使用者 看来是光学系统的失准，并且需要再校准。非常期望有一种从射流系统，特别是微流动系统 中的成核位置移除气泡的技术。
[0091] 由于液体与气体之间的密度和可压缩性的很大的不匹配，声辐射压力已显示出对 流体内的气泡有很大的影响。可用几种不同的方式利用声能从射流系统中移除气泡。
[0092] 在本发明的一个实施方式中，设计了一个射流系统使得在适当的声频下共振时， 气泡受到使其脱离壁并将其稳定在流束内存在于压力节点（用于以低于其单级共振的频 率驱动的气泡）位置的平衡位置的力。优选地，可利用内部声源或利用连接到腔外壁的源 非入侵地以声学方式驱动腔。这是一种从壁移除气泡的稳健的方法。
[0093] 在本发明的另一个实施方式中，优选地使用低频率的通道壁的振动移除气泡。通 过作为系统结构共振的一部分的壁的振动，实现了大的表面的位移。（典型地，这些位移在 更低频率下则更大。）优选地，使用较大的力加大的位移破坏气泡和腔表面之间的结合。与 腔壁表面的局部化的流体流动耦合的惯性力在气泡的移除上是有效的。
[0094] 可以通过用一般地或具体地描述的本发明的反应物和/或操作条件替代前述实 例中使用的反应物和/或操作条件，以类似成功重复上述实例。
[0095] 虽然特别参考优选实施方式详细地描述了本发明，但其它实施方式也可实现同样 的结果。本发明的变化和修改对本领域技术人员而言是显而易见的，本发明旨在在所附权 利要求中覆盖所有这些修改和等同。上述引用的和/或附件内的所有参考文献、申请、专利 和出版物的全部内容，以及相应申请的全部内容均通过引用而并入本文。
【主权项】
1. 以流体动力学方式和声学方式集中颗粒流中的颗粒的设备，包括： 流动腔； 所述流动腔的外部边界，用于使鞘液流过； 所述流动腔的中心芯体，用于使颗粒样本流流过；和 至少一个换能器，耦合到所述流动腔以产生声辐射压力，其中放置所述换能器以使所 述颗粒先以声学方式集中，随后以流体动力学方式集中。2. 如权利要求1所述的设备，其中所述换能器耦合到所述流动腔的外壁。3. 如权利要求1所述的设备，其中所述换能器形成所述流动腔的壁。4. 如权利要求1所述的设备，还包括激光器，其配置成询问所述集中的颗粒。5. 如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个换能器建立驻波。6. 如权利要求1所述的设备，其中所述声辐射压力迫使所述颗粒到达力势能最小值 处。7. 如权利要求1所述的设备，其中所述颗粒集中在单条线上。8. 如权利要求1所述的设备，其中所述颗粒在一个维度集中并且允许所述颗粒在正交 方向上分散。9. 如权利要求1所述的设备，其中以流体动力学方式集中使所述颗粒位于一个平面 上，并且以声学方式集中使所述颗粒位于另一平面上。10. 以声学方式和流体动力学方式集中至少一种颗粒的方法，包括： 使用声辐射压力将至少一种颗粒集中到样本流内；以及 使用流体动力学方式集中将至少一种颗粒集中到样本流内，其中所述至少一种颗粒先 使用声辐射压力而集中，随后使用流体动力学方式集中而集中。11. 如权利要求10所述的方法，还包括用激光询问所述至少一种集中的颗粒的步骤。12. 如权利要求10所述的方法，还包括使用声辐射压力迫使所述颗粒到达力势能最小 值处的步骤。13. 如权利要求10所述的方法，其中所述颗粒集中在单条线上。14. 如权利要求10所述的方法，其中所述颗粒在一个维度集中并且允许所述颗粒在正 交方向上分散。15. 如权利要求10所述的方法，其中所述样本流使所述颗粒位于一个平面上，并且所 述声辐射压力使所述颗粒位于另一平面上。16. 以流体动力学方式和声学方式集中颗粒流中的颗粒的设备，包括： 流动腔； 所述流动腔的外部边界，用于使鞘液流过； 所述流动腔的中心芯体，用于使颗粒样本流流过；和 至少一个换能器，耦合到所述流动腔以产生声辐射压力，其中放置所述换能器以使所 述颗粒先以流体动力学方式集中，随后以声学方式集中。17. 如权利要求16所述的设备，其中所述换能器耦合到所述流动腔的外壁。18. 如权利要求16所述的设备，其中所述换能器形成所述流动腔的壁。19. 如权利要求16所述的设备，还包括激光器，其配置成询问所述集中的颗粒。20. 如权利要求16所述的设备，其中所述至少一个换能器建立驻波。21. 如权利要求16所述的设备，其中所述声辐射压力迫使所述颗粒到达力势能最小值 处。22. 如权利要求16所述的设备，其中所述颗粒集中在单条线上。23. 如权利要求16所述的设备，其中所述颗粒在一个维度集中并且允许所述颗粒在正 交方向上分散。24. 如权利要求16所述的设备，其中以流体动力学方式集中使所述颗粒位于一个平面 上，并且以声学方式集中使所述颗粒位于另一平面上。25. 以声学方式和流体动力学方式集中至少一种颗粒的方法，包括： 使用声辐射压力将至少一种颗粒集中到样本流内；以及 使用流体动力学方式集中将至少一种颗粒集中到样本流内，其中所述至少一种颗粒先 使用流体动力学方式集中而集中，随后使用声辐射压力而集中。26. 如权利要求25所述的方法，还包括用激光询问所述至少一种集中的颗粒的步骤。27. 如权利要求25所述的方法，还包括使用声辐射压力迫使所述颗粒到达力势能最小 值处的步骤。28. 如权利要求25所述的方法，其中所述颗粒集中在单条线上。29. 如权利要求25所述的方法，其中所述颗粒在一个维度集中并且允许所述颗粒在正 交方向上分散。30. 如权利要求25所述的方法，其中所述样本流使所述颗粒位于一个平面上，并且所 述声辐射压力使所述颗粒位于另一平面上。
【专利摘要】以声学方式集中的毛细管包括耦合到至少一个振动源的毛细管，所述至少一个振动源具有凹槽。制造这种以声学方式集中的毛细管的方法包括：提供毛细管和振动源；在所述振动源中加工凹槽；并在所述凹槽处将所述振动源耦合到所述毛细管。另一方法涉及集中颗粒流并且包括使鞘液流入毛细管的外部边界中；使颗粒流入所述毛细管的中心芯体中；以及沿着所述毛细管在第一位置处对所述颗粒流施加声辐射压力，从而以声学方式集中所述颗粒流。可沿着所述毛细管在第一位置下游的第二位置处以流体动力学方式集中所述颗粒流，从而进一步集中所述颗粒流。
【IPC分类】G01N15/14
【公开号】CN105181559
【申请号】CN201510224754
【发明人】格雷戈里·卡杜查克, 迈克尔·沃德
【申请人】生命技术公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2009年1月15日
【公告号】CA2710024A1, CN101971247A, CN104949909A, EP2240927A2, US8714014, US20090178716, US20140261721, WO2009091925A2, WO2009091925A3