操控微粒的装置和方法与流程

本申请涉及微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)技术、微流控，特别是指一种操控微粒的装置和方法。

背景技术：

1、微流控系统以微流体控制芯片为主，辅以外界驱动物理场和检测系统，旨在构建小型化片上生化实验室，即把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、检测、分离，细胞培养、筛选、裂解等基本操作过程集成到微米级的微通道网络中，以更低的成本来更高效地实现生化实验室的各种功能。

2、其中，液体中的微粒的操控是微流控的一个重要分支。目前常见的对液体中微粒的操控技术包括液体中微粒的捕获、富集、排队、定点释放、分选等。

3、在对微粒的操控技术中，通过体声波(bulk acoustic wave，baw)器件的射流效应，在液体中产生微漩涡，进而在体声波器件边缘对应的液体中产生声流体隧道效应，将微粒捕获到声流体隧道，进而使微粒在声流体隧道中实现排队、并移动到体声波器件下游的某位置(例如体声波器件某端端点)释放，是一种有效的微粒操控技术。

4、如何进一步提高微粒的操控能力，是有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的以上问题，本申请提供一种操控微粒的装置和方法，以提高对微粒的操控能力。

2、本申请第一方面提供了一种操控微粒的装置，包括：

3、流道，其内具有含有微粒的液体；

4、体声波器件；位于流道底部设置，所述体声波器件的各侧边中包括第一侧边，用于在所述流道内对应第一侧边的位置产生声流隧道，以捕获所述流道内的液体中的微粒；

5、两个表声波谐振器，位于流道外部、于所述体声波器件的所述第一侧边的两侧设置，用于使流道内产生驻波，且驻波的波节位置与对应所述第一侧边的声流体隧道的位置匹配，以增强第一侧边的声流体隧道捕获微粒的效应。

6、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述体声波器件还包括与第一侧边平行的第二侧边，用于在所述流道内对应第二侧边的位置产生声流隧道，以捕获所述流道内的液体中的微粒；表声波谐振器在使流道内产生的驻波中的另一波节位置与对应所述第二侧边的声流体隧道的位置匹配，以增强第二侧边的声流体隧道捕获微粒的效应。

7、作为第一方面的一种可能的实现方式，第一侧边沿流道延伸方向延伸，包括以下之一：第一侧边平行于流道中心轴线；第一侧边与流道中心轴线呈一定角度。

8、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述表声波谐振器相对所述体声波器件的第一侧边，一部分向流道上游延伸一段距离。

9、作为第一方面的一种可能的实现方式，增强第一侧边的声流体隧道捕获微粒的效应，包括以下之一：所捕获微粒中，相对于仅使用体声波器件捕获的微粒，包括更小尺寸的微粒；使所捕获的微粒，更向声流体隧道中心聚集。

10、本申请第二方面提供了一种操控微粒的方法，使用第一方面任一所述的操控微粒的装置，包括：使体声波器件处于工作状态，并使表声波谐振器使流道内产生的驻波位置与对应所述第一侧边的声流体隧道的位置匹配，增强所述声流体隧道捕获微粒的效应，捕获流道内的微粒。

11、作为第二方面的一种可能的实现方式，还包括：关闭或降低表声波谐振器功率，降低所述声流体隧道捕获微粒的效应，以释放部分所捕获的微粒。

12、作为第二方面的一种可能的实现方式，还包括：降低所述体声波器件的功率，降低所述声流体隧道捕获微粒的效应，以释放部分所捕获的微粒。

13、作为第二方面的一种可能的实现方式，还包括：调整所述流道内流体的流速，以调整所述声流体隧道捕获微粒的效应。

14、作为第二方面的一种可能的实现方式，所述操控微粒的方法包括以下任一：微粒的捕获富集、微粒捕获后的排队、微粒捕获后的释放。

15、本申请所提供的微粒操控方案，可以实现对微粒的操控能力的提升，包括：可以提升对粒径的捕获能力，例如可以捕获到更小粒径的微粒，以及使微粒更向声流体隧道中心聚集，提升了富集或聚集的能力，进一步的也带来了微粒延声流体隧道排队更聚焦的能力，以及定点(如体声波器件末端)释放的聚焦能力、提升了分选性能(如由于释放点的聚焦，向下游分选通道的释放位置更精准)等。

1.一种操控微粒的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述体声波器件还包括与第一侧边平行的第二侧边，用于在所述流道内对应第二侧边的位置产生声流隧道，以捕获所述流道内的液体中的微粒；

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，第一侧边沿流道延伸方向延伸，包括以下之一：

4.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述表声波谐振器相对所述体声波器件的第一侧边，一部分向流道上游延伸一段距离。

5.根据权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于，所述增强第一侧边的声流体隧道捕获微粒的效应，包括以下之一：

6.一种操控微粒的方法，使用权利要求1-5任一所述的操控微粒的装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：关闭或降低表声波谐振器功率，以降低所述声流体隧道捕获微粒的效应，以释放部分所捕获的微粒。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括：降低所述体声波器件的功率，以降低所述声流体隧道捕获微粒的效应，以释放部分所捕获的微粒。

9.根据权利要求6-8任一所述的方法，其特征在于，还包括：调整所述流道内流体的流速，以调整所述声流体隧道捕获微粒的效应。

10.根据权利要求6-9任一所述的方法，其特征在于，所述操控微粒的方法包括以下任一：微粒的捕获或富集、微粒捕获后的排队、微粒捕获后的释放。