[发明专利]利用超高频声波控制溶液中的微粒移动的方法及设备

说明书

本发明公开了一种控制流体中的目标颗粒移动的微流控系统及方法。本发明的系统包括流体通道，其具有入口和多个出口；一个或多个超高频声波谐振器，所述超高频体声波谐振器可在所述流体通道产生频率为约0.5‑50GHz的体声波；通过调节超高频体声波谐振器体声波产生区域的形状和设置方位，使得颗粒在进入体声波在溶液中引发的涡旋通道，按指定位置和方向移动。本发明的系统和方法可以对溶液中的颗粒进行控制和分离，得到指定的颗粒，或得到分离颗粒后的纯化的溶液。

本申请要求以下中国专利申请的优先权：2019年6月13日提交的、申请号为201910512148.6、发明名称为“利用超高频声波控制溶液中的微粒移动的方法及设备”，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及细胞研究方法学与医疗器械领域。具体的，本发明涉及一种对细胞或微囊泡进行分离和分析的微流控系统和使用所述系统来分离和分析细胞或微囊泡的方法。

背景技术

人体体液如血液和组织液中存在的细胞或亚细胞颗粒，以及核酸和蛋白质等生物大分子颗粒对生理健康和研究非常重要，因此存在将体液中的细胞或亚细胞颗粒或生物大分子颗粒进行分离的需求。现有技术中通过滤网的方法分离细胞等颗粒的方法很多，但都存在诸如操作复杂，容易出现堵塞，处理量低等缺点。

利用微流控系统对样品中的颗粒进行分离是新兴的技术。已经报道的方法大多数是基于细胞等颗粒的物理性质如大小进行分离，或者是基于生物特异性进行区别和分离。这些方法存在花费巨大和处理量低的问题。

因此，目前亟需一种系统及方法，以实现对溶液中的细胞或微囊泡或生物大分子颗粒的分离，获得需要的细胞或生物大分子颗粒，或是去除细胞等颗粒后得到的纯化的体液。

发明内容

本发明首次发现利用超高频体声波能够在微流控系统中有效地操控溶液中的细胞或囊泡，或核酸或蛋白质或多糖等生物大分子等柔性颗粒的移动位置和方向，由此提供了分离和获得目标细胞或囊泡或生物大分子颗粒，或者是获得去除细胞或囊泡或生物大分子等颗粒后的液体的方法和系统。

具体的，本发明提供了一种控制溶液中柔性微粒的移动的方法，包括：

(1)使含有目标柔性微粒的溶液流经一个微流控设备，所述设备包括；

流体通道，其具有入口和流出通道；

一个或多个超高频体声波谐振器，其设置于所述流体通道的一个壁上，所述超高频体声波谐振器可在所述流体通道产生传向所述流体通道的对侧的壁的频率为约0.5-50GHz的体声波；

(2)所述超高频谐振器发射传向所述流体通道的对侧的壁的体声波，在溶液中产生由超高频谐振器的体声波产生区域的边界限定(define)的涡旋通道；

(3)使得溶液中的目标柔性微粒进入涡旋通道和顺着涡旋通道移动，并在设定的位置离开涡旋通道。

柔性微粒是指具有形变性质的纳米或微米颗粒。柔性颗粒可以是人工的或天然的。所述颗粒可以为带有膜结构的微团，特别是具有脂质双分子层或类脂质双分子层的微团，例如为细胞或囊泡，包括外泌体等，或者是人工制备的，例如为油包水制剂或者水包油包水(W/0/W)双乳液制剂形式的脂质体或微胶囊等。所述颗粒也可以是具有不规则形状的，例如为核酸或蛋白等生物大分子。

在其中一个方面，本发明提供了一种控制溶液中细胞或囊泡的移动的方法，包括：

(1)使含有目标细胞或囊泡的溶液流经一个微流控设备，所述设备包括；

流体通道，其具有入口和流出通道；

一个或多个超高频体声波谐振器，其设置于所述流体通道的一个壁上，所述超高频体声波谐振器可在所述流体通道产生传向所述流体通道的对侧的壁的频率为约0.5-50GHz的体声波；