[发明专利]声波分拣

说明书

本发明一般涉及使用诸如表面声波之类的声波对物种的操纵。在一些方面，可以提供具有两个或更多个出口的诸如微流体通道之类的通道，并且向通道内的物种施加声波以确定物种被引导至哪个出口。例如，表面声波可以被施加到诸如细胞或粒子之类的物种，以将其从通道偏转到沟槽或其它部分中，沟槽或其它部分将其引导至不同的出口。在一些情况下，出乎意外地，物种的这种偏转可以与通道上的入射声波在不同的方向上。本发明的其它实施例一般针对包括这种系统的套件、用于产生这种系统的技术等。

相关申请

本申请要求Weitz等人于2015年8月27日提交的标题为“Acoustic Wave Sorting”的美国临时专利申请序列No.62/210899的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

政府资助

本发明是在DARPA(国防部)授予的批准号HR0011-11-C-0093的政府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

本发明一般涉及使用诸如表面声波之类的声波对物种的操纵。

背景技术

表面声波(SAW)提供了用于例如在微流体系统中驱动流和引导粒子运动的方法。由SAW换能器生成的声波可以高效地致动大范围的物种，包括持续流动中的粒子、珠子、细胞、凝胶和液滴。基于声波的设备可以用于操纵细胞和粒子。这些设备的特征在于通过对底层声驻波的动态图案化来控制每个粒子的空间位置。然而，尽管事实上声波的法向分量在量值上要大几倍，但是大多数SAW分拣器仅利用定向在设备平面内的声波分量。还没有利用声波的法向分量来进行分拣的SAW设备。

发明内容

本发明一般涉及使用诸如表面声波之类的声波对物种的操纵。在一些情况下，本发明的主题涉及相关的产品、对特定问题的替代解决方案、和/或一个或多个系统和/或制品的多个不同用途。

在一个方面，本发明一般针对一种装置。在一组实施例中，该装置包括具有被限定在第一表面中的沟槽的微流体通道以及被定位为贴近微流体通道的第二表面的声波发生器，沟槽的截面维度(cross-sectional dimension)的尺寸为允许哺乳动物细胞适合在沟槽内，第二表面与第一表面相邻。

根据另一组实施例，该装置包括具有被限定在第一表面中的沟槽的微流体通道以及被定位为贴近微流体通道的第二表面的声波发生器，沟槽的截面维度是至少约30微米，第二表面与第一表面相邻。

在又一组实施例中，该装置包括具有第一通道部分和第二通道部分的微流体通道以及被定位成向微流体通道施加声波的换能器。在一些情况下，第二通道被定位成使得来自换能器的声波可以在不经过第一通道部分的情况下到达第二通道部分，并且在不经过第二通道部分的情况下到达第一通道部分。在某些情况下，第二通道被定位成使得来自换能器的声波不直接经过第二通道部分。

在另一组实施例中，该装置包括具有第一部分和第二部分的微流体通道，第一部分具有第一出口并且第二部分具有第二出口。在一些情况下，关于通道内的平均流体流动的方向正交地布置第一部分和第二部分。该装置还可以包括被定位成向微流体通道的至少一部分施加声波的换能器。在一些实施例中，换能器被定位成在与通道内的平均流体流动的方向基本正交和/或与第一部分和第二部分的布置基本正交的方向上施加声波。

根据又一组实施例，该装置包括具有第一部分和第二部分的微流体通道以及声波发生器，第一部分包含流过其中的多个物种并且第二部分不含所述物种，声波发生器被定位成向微流体通道的至少一部分施加声波以使至少一些物种从微流体通道的第一部分移动到第二部分。在一些情况下，分离第一部分和第二部分的假想平面基本上不与自换能器的声波传播方向正交。