專利名稱：用于從第一流體向第二流體移動(dòng)顆粒的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于在流體間移動(dòng)顆粒的設(shè)備和方法。本發(fā)明具體涉及微生物樣品的小規(guī)模清洗或例如細(xì)胞、孢子和DNA等的分離，但本發(fā)明并不僅限于此。
背景技術(shù)：
微生物樣品的分離和操作通常需要一個(gè)或者多個(gè)清洗步驟，這些步驟通常包括對樣品進(jìn)行反復(fù)離心和再懸浮。但是，上述方法本身需要手工操作，所以采用上述方法處理這類樣品的速度受到了限制。盡管可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是目前還沒有完善的自動(dòng)化途徑，而且快速細(xì)胞監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的潛力甚微。
因此需要一種改良的方法，該方法既可以清洗微生物樣品，又可以在不同流體間進(jìn)行小規(guī)模轉(zhuǎn)移。大體而言，本發(fā)明通過修改采用超聲駐波操作顆粒的已知方法來實(shí)現(xiàn)該目的。
這里以參考的方式引入國際專利申請WO 00/41794，其中公開了一種用于從層流液體中超聲過濾酵母細(xì)胞的設(shè)備。該設(shè)備包括鋼腔室，該腔室包括第一壁和與之相對的第二超聲反射壁，第一壁部分地包括陶瓷超聲換能器和發(fā)射層(J.J.Hawkes和W.T.Coakley，Sensors and ActuatorsB，2001，75，231～242)。第一壁和第二壁限定了分支通道或管道，用于引入和排出酵母細(xì)胞的水性樣品。
發(fā)射層和反射層的厚度以及通道或管道的寬度根據(jù)施加至換能器的交變電勢的頻率來選擇，以便在樣品中產(chǎn)生單一的半波長超聲駐波。壓力波節(jié)點(diǎn)位于通道或管道的中心或者鄰近于通道或管道的中心。
在該系統(tǒng)中(此后稱為“半波長系統(tǒng)”)，發(fā)射層的厚度是其中聲波的四分之一波長的奇數(shù)倍，且反射層的厚度是其中聲波的四分之一波長的奇數(shù)倍(J.J.Hawkes等，J.Acoust.Soc.Am.，2002，111(3)，1259～1256)。
當(dāng)樣品穿過系統(tǒng)保持流動(dòng)時(shí)，聲波力向壓力波節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)酵母，以便穿過第一出口排出濃縮的樣品，并穿過第二(分支)出口排出基本澄清的樣品。
超聲駐波輻射力還將流體中的不同相位分離到節(jié)點(diǎn)或者波腹位置。具體而言，水性介質(zhì)中的空氣泡被驅(qū)向壓力波腹，而細(xì)菌被驅(qū)動(dòng)至壓力波節(jié)點(diǎn)。而且顯然，該過濾器提供了單頻帶(single band)顆粒，而且在與包括湍流的系統(tǒng)相比變量較少的系統(tǒng)中，層流實(shí)現(xiàn)了另一種流體操作的機(jī)理。
在用于在凝膠中配置顆粒的裝置中也具有這些特點(diǎn)(L.Gherardini等，Proc.Int.Workshop on Bioencapsulation IX“Bioencapsulation inBiomedical，Biotechnological and Industrial Applications”，波蘭華沙，2001年，第3頁)，而且在市售的免疫凝集設(shè)備(Immunosonic，Electro MedicalSupplies，Wantage，英國)中也具有類似的特征(P.Jenkins等，J.Immuno.Methods，1997，205，191～200)。
由這些設(shè)備所提供的方法可以認(rèn)為是場流動(dòng)分離(FFF)技術(shù)，例如那些基于電場(J.C.Giddings，Sep.Sci，1996，1，123和N.Tri等，Anal.Chem，2000，72，1823～1829)和/或國際專利申請WO 02/29400中所述的聲場的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明建立在這些已知設(shè)備的上述特點(diǎn)上，因此可以在流體之間轉(zhuǎn)移顆粒。這里所使用的“顆粒”具體是指細(xì)菌、細(xì)胞和細(xì)胞碎片、孢子、質(zhì)粒和其它DNA、病毒和大的蛋白質(zhì)分子。本發(fā)明對于直徑至少為1微米的顆粒最為有效。
第一方面，本發(fā)明提供一種用于從第一流體向第二流體移動(dòng)顆粒的設(shè)備，該設(shè)備包括管道、用于使各流體的層流在管道內(nèi)接觸的裝置和能夠產(chǎn)生具有位于管道內(nèi)的壓力波節(jié)點(diǎn)的超聲駐波的裝置。
用于使各流體的層流在管道內(nèi)接觸的裝置優(yōu)選應(yīng)當(dāng)使流體之間的混合最小化。盡管通過設(shè)備的刻度(mm)在一定程度上指示了層流，但該裝置還是分別包括用于各個(gè)流體的入口裝置和出口裝置，其中入口和出口與管道的一側(cè)或另一側(cè)連通。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，各個(gè)入口裝置和出口裝置彼此垂直。各個(gè)入口裝置和出口裝置優(yōu)選與管路和泵裝置相連，從而控制管道中各個(gè)流體的流速。在一個(gè)實(shí)施方式中，在第一入口以及第一出口和第二出口處設(shè)置泵裝置，使第二入口能夠釋放任何背壓。
此外，不需要流體間不溶或甚至不需要流體間彼此不同。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，各流體均包含水。
從上述討論可以理解，駐波不必具有位于管道內(nèi)部中心處的壓力波節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明也不必要求單個(gè)壓力波節(jié)點(diǎn)(1/2波長系統(tǒng))。但是，壓力波節(jié)點(diǎn)應(yīng)該位于顆粒將要向其轉(zhuǎn)移的流體中，而不是位于顆粒從其中轉(zhuǎn)移出來的流體中。此外，不需要在沿該軸線的整個(gè)長度上存在駐波和壓力波節(jié)點(diǎn)。層流使得可以在該區(qū)域的下游處理經(jīng)定位的顆粒。
但是，半波長系統(tǒng)是優(yōu)選的。更優(yōu)選的是，壓力波節(jié)點(diǎn)位于管道中心的縱向軸線上或者鄰近于管道中心的縱向軸線。
因此，用于產(chǎn)生駐波的裝置可以包括適合于產(chǎn)生和發(fā)射聲波的管道的第一壁，以及適合于反射聲波的與第一壁相對的第二壁。當(dāng)然，可以產(chǎn)生駐波的裝置還包括交變電勢源。該電勢源可以例如包括交變信號發(fā)生器(2.91MHz，Hewett Packard 3326A)和放大器(240L型，ENI，Rochester，美國)。
在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式中，第一壁包括以其厚度可以在3MHz產(chǎn)生共振的壓電陶瓷(Ferroperm，Krisgard，丹麥)和厚度為2.5mm(5/4波長)的鋼發(fā)射層，第二壁包括厚度為1.5mm(3/4波長)的鋼反射器，且管道或通道的寬度是0.25mm(1/2波長)。
第二優(yōu)選實(shí)施方式的不同之處在于，第一壁包括厚度為3.1mm(3/2波長)的鋼發(fā)射層，和第二壁包括厚度為1.5mm(3/4波長)的石英反射器。
本發(fā)明還提供一種從第一流體向第二流體移動(dòng)顆粒的方法，該方法包括以下步驟i)在與能夠在管道中產(chǎn)生超聲駐波的裝置相連的管道內(nèi)，使各個(gè)流體的層流相互接觸，和ii)在管道內(nèi)產(chǎn)生具有壓力波節(jié)點(diǎn)的駐波。
可以理解，該方法是以連續(xù)的模式實(shí)施。盡管要根據(jù)超聲波的效果來確定最佳流速，但各個(gè)流體的流速優(yōu)選為，能夠使流體的湍流混合最小化，并使通過分子擴(kuò)散的轉(zhuǎn)移最大化。
本發(fā)明的方法采用上述設(shè)備實(shí)施。優(yōu)選該方法使用半波系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在顆粒轉(zhuǎn)移的目標(biāo)流體中存在單個(gè)節(jié)點(diǎn)。
因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，流體分別包含含有熒光素鈉或染料和水的酵母細(xì)胞的水性懸浮液，在第一入口/出口處的相對流速大約為第二入口/出口處的流速的90％。但是，所相對流速的確定將根據(jù)流體和顆粒的特性而改變。
在一個(gè)采用優(yōu)選設(shè)備的實(shí)施方式中，總流速在從大約4.0ml/min(毫升/分鐘)～11ml/min的范圍內(nèi)變化(如上所述的大約90％的相對流速)。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用第一優(yōu)選設(shè)備分離含有紅色染料(1％體積/體積)的水中的酵母細(xì)胞(1×108ml-1)的最佳總流速是4.65ml/min。經(jīng)計(jì)算，第一流體和第二流體(都是水)之間的界面距入口區(qū)內(nèi)的第一壁約為53μm。經(jīng)計(jì)算的雷諾數(shù)是大約8.6。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用第二優(yōu)選設(shè)備分離含有熒光素鈉(1％重量/體積)的水中的酵母細(xì)胞(1×108ml-1)的最佳流速是10.2ml/min。經(jīng)計(jì)算，第一流體和第二流體(都是水)之間的界面在入口區(qū)約為64μm，在出口區(qū)約為81μm。經(jīng)計(jì)算的雷諾數(shù)是大約37。
施加至換能器的電勢的大小對于將水中的顆粒與分子物種分離開來具有決定作用。因此，在第一優(yōu)選實(shí)施方式(洗滌)中，對電壓的大小進(jìn)行選擇，以便僅促進(jìn)顆粒的轉(zhuǎn)移。
對于第二優(yōu)選設(shè)備，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，從熒光素鈉中清洗酵母細(xì)胞的最佳電壓在恰好低于17Vp-p的區(qū)域內(nèi)。當(dāng)電壓在該數(shù)值以上時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)酵母成團(tuán)和粘結(jié)，并且增大了熒光素鈉的轉(zhuǎn)移。
在第二優(yōu)選實(shí)施方式(混和)中，對電壓的大小進(jìn)行選擇，以便同時(shí)促進(jìn)顆粒和分子物種的轉(zhuǎn)移。因此，當(dāng)流體相同時(shí)，由每個(gè)出口排出的樣品基本相同。當(dāng)希望將樣品分開或者在溶劑間轉(zhuǎn)移時(shí)，該實(shí)施方式尤其有用。
對于第二優(yōu)選設(shè)備，為了使水與水之間的酵母細(xì)胞和熒光素鈉的混合最優(yōu)化，所提供的電壓最好在20Vp-p～40Vp-p的范圍內(nèi)。
本發(fā)明提供一種沒有移動(dòng)機(jī)械部件或者消耗品的設(shè)備。該設(shè)備適用于復(fù)雜自動(dòng)化作業(yè)以及難于接近的場所中使用。該設(shè)備可以避免形成背壓，而且不會(huì)阻塞。與離心力相比，作用在顆粒上的力比較溫和，而且曝露時(shí)間可小于一秒。因此，該設(shè)備和方法提供了對離心分離的替代方法，其中可以使操作損失最小化。該設(shè)備特別適用于在小規(guī)模時(shí)的復(fù)雜操作。
現(xiàn)在將通過舉例的方式，參考下列附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。


圖1是本發(fā)明的設(shè)備和方法的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明從染料水溶液中分離酵母顆粒的示意圖；圖3是本發(fā)明設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式的透視圖；和圖4(a)～圖4(c)是圖解根據(jù)本發(fā)明在水與水之間轉(zhuǎn)移酵母細(xì)胞和熒光素鈉的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括總體上用11表示的鋼腔室，該鋼腔室11具有第一壁12和與之相對的第二壁13，該第一壁12和第二壁13限定了用于使流體通過的管道或通道14。通道14與第一入口15和第一出口16直接連通。由第一壁限定的狹縫或者孔17和18為通道提供第二入口和第二出口。第二入口17和第二出口18垂直于第一入口15和第一出口16及縱向的通道14。
腔室的第一壁12還在外表面中限定出凹槽，在其中設(shè)置有與之接觸的壓電陶瓷換能器19。因此，該換能器僅僅沿著第一壁的部分縱向長度與其接觸。用包括信號發(fā)生器和放大器的交變電勢源(未示出)來運(yùn)行該換能器19。
盡管該腔室在垂直方向上(已示出)使用，但是將一個(gè)或多個(gè)入口和出口與用于引入和控制流體至通道14的管道系統(tǒng)和泵裝置(未示出)連通。對整體流速和相對流速進(jìn)行調(diào)整，從而使層流和流體與流體的邊界靠近第一壁(例如)。
在使用時(shí)，將水提供給第一入口15，并且水與第二壁接觸，經(jīng)過通道14，到達(dá)第一出口16。同時(shí)，(例如)將包含染料(-)的顆粒(o)的水性懸浮液提供給第二入口17。該懸浮液從第二入口開始，與第一壁12接觸，經(jīng)過通道14，到達(dá)第二出口18。
電勢源的啟動(dòng)可以產(chǎn)生超聲駐波輻射(未示出)，該超聲波輻射沿著中心縱軸穿過通道14。該駐波在通道中的縱向延伸大概限制在通道14與換能器19相鄰的區(qū)域。
在所選擇的電勢頻率和振幅，作用在顆粒(o)上的聲波力大于作用在染料(-)上的聲波力。因此，在通道14中心優(yōu)先朝向壓力波節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)顆粒(o)穿過水與水的邊界，并經(jīng)過第一出口16離開駐波的下游。但是，染料(-)沒有離開懸浮液的邊界，并經(jīng)過第二出口18離開駐波的下游。
圖2中示意性地比較了暴露在超聲駐波之前(左手側(cè)，關(guān)閉模式)和之后(右手側(cè)，開啟模式)第一出口16和第二出口18的輸出。正如預(yù)想的那樣，在關(guān)閉模式下，第一出口16的輸出清澈，第二出口18的輸出帶色/混濁(-/o)。但是，隨著暴露在駐波下(開啟模式)，第一出口16的輸出清澈/混濁(o)，第二出口18的輸出帶色(-)。
現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的設(shè)備包括基本類似于圖1所示腔室的腔室11。該腔室的第一壁12包括多個(gè)翼部20，各個(gè)翼部20均垂直于壁。翼部20各自限定狹縫(未示出)，該狹縫橫跨第一壁的寬度延伸，并朝著提供流體傳輸?shù)目谆蚴占?1向外逐漸變細(xì)。因此，上翼為腔室提供第一和第二出口裝置，而下翼提供第一和第二入口裝置。
在第一優(yōu)選設(shè)備中，除了在翼部之外，第一壁包括寬度是10mm、厚度是2.5mm(5/4波長)的不銹鋼。第二壁包括寬度是10mm、厚度是1.5mm(3/4波長)的不銹鋼(Stavax)超聲波反射器。將內(nèi)部翼部上的狹縫(0.25×10mm)設(shè)置成相隔60mm。將第一壁和第二壁夾在一起，從而限定出通道14，通過設(shè)置在壁周邊的硅橡膠墊圈和黃銅墊片的排列使通道14保持在0.25mm(1/2波長-水)。
PZ26壓電陶瓷換能器(3MHz，F(xiàn)erroperm，Krisgard，丹麥)通過環(huán)氧樹脂附著在第一壁的外表面的內(nèi)部翼部之間，在該壓電陶瓷換能器中，對銀電極(30×30×0.67mm)進(jìn)行蝕刻，從而將其表面積減小到10×20mm。
第二優(yōu)選設(shè)備與上述優(yōu)選裝置的不同之處在于，第二壁包括厚度是1.5mm(3/4波長)的石英(Spectrocil B，Chandos Intercontinental，Chapelen le Frith，英國)和厚度是3.1mm(3/2波長)的第一壁(不銹鋼，Stavax)。設(shè)置在內(nèi)部翼部內(nèi)的狹縫之間的距離是51mm。設(shè)置在外部翼部上的狹縫的尺寸是2×10mm。該墊圈包含聚二甲基硅氧烷(PDMS，SylgardTM184，Dow Corning，英國)。
實(shí)施例1第一優(yōu)選設(shè)備第一流體/第一入口脫氣水第二流體/第二入口在包含1％(體積/體積)紅色食品色素(Carmoisine，晚霞黃，Supercook，利茲，英國)的脫氣水中的酵母細(xì)胞懸浮液(復(fù)水干燥，Boots，諾丁漢，英國，1×108ml-1)。
通過三個(gè)泵(Gilson Mini-puls 3)和先前由J.J.Hawkes和W.T.Coakley在Sensors and Actuators B，2001，75，231～242中所介紹的管道設(shè)置，將總體積流速控制在4.65ml/min。將第一泵設(shè)置在第一出口16(3.66ml/min)，將第二泵設(shè)置在第二出口18(0.99ml/min)，將第三泵設(shè)置在第二入口17(0.56ml/min)。水從儲(chǔ)水池(未示出)到第一入口15(4.09ml/min)的流動(dòng)不用泵控制。
經(jīng)計(jì)算該系統(tǒng)中通道14中的雷諾數(shù)是8.6，并且假定為拋物線流動(dòng)路徑，經(jīng)計(jì)算，將輸入第二入口17的12％的總流量與輸入第一入口的88％的總流量之間的界面距第一壁為53μm。經(jīng)計(jì)算流體在通道中的停留時(shí)間是1.9秒。
聲波關(guān)閉模式通過將第一出口16處的流速減小到第一入口處的流速的10.5％，由第一出口16得到視覺上清澈的輸出。該結(jié)果表明分子物種顯著擴(kuò)散。
聲波開啟模式向換能器19施加2.5V的頻率為2.91MHz的交變電勢。在該系統(tǒng)中，相位而不是電壓的最小值最精確地反映聲學(xué)共振(J.J.Hawkes等，AppliedMicrobiology，1997，82，39～47)。電流/電壓相位最小值是通過包括鎖相環(huán)路IC的相位比較模塊(Philips PC74HC4046AP)進(jìn)行監(jiān)測的。
酵母細(xì)胞在第一出口16的輸出中清晰可見，沒有攜帶可見的染料。第二出口18的輸出中沒有酵母細(xì)胞。
因此，在該電壓下，顯然該設(shè)備可以用于從染料連續(xù)地清洗酵母細(xì)胞。但是，更高的電壓將導(dǎo)致攜帶一些染料。這種攜帶可能是由于其它流動(dòng)力，例如瑞利(Rayleigh)流動(dòng)而產(chǎn)生，由于超聲波和溫度效應(yīng)和/或隨著酵母細(xì)胞的移動(dòng)而夾帶染料，可以引起瑞利流動(dòng)。
實(shí)施例2第二優(yōu)選設(shè)備第一流體/第一入口脫氣水第二流體/第二入口在包含熒光素鈉(1mM，Sigma，英國)的脫氣水中的酵母細(xì)胞懸浮液(1×106～2×108ml min-1)。
所有出口樣品中的酵母濃度由血細(xì)胞計(jì)數(shù)器(heamocytometer counts)來計(jì)算。通過樣品的離心和上層清液分析可以通過在485nm的吸光度來測定熒光素鈉(島津UV-2401PC分光光度計(jì))。
通過三個(gè)泵(Gilson Mini-puls 3)和上述的管道設(shè)置將總體積流速控制在10.2ml/min。將第一泵設(shè)置在第一出口16(2.6ml/min)，將第二泵設(shè)置在第二出口18(7.6ml/min)，將第三泵設(shè)置在第二入口17(1.7ml/min)。水從儲(chǔ)水池到第一入口15的流動(dòng)(8.5ml/min)不用泵控制。
經(jīng)計(jì)算該系統(tǒng)中通道14中的雷諾數(shù)是37，并且假定為拋物線流動(dòng)路徑，經(jīng)計(jì)算，將輸入第二入口17的17％的總流量與輸入第一入口的83％的總流量之間的界面距第一壁為64μm。經(jīng)計(jì)算，出口區(qū)域中的相應(yīng)數(shù)字為81μm。經(jīng)計(jì)算，流體在通道中的停留時(shí)間是0.3秒～0.45秒。
聲波關(guān)閉模式通過將第一出口16處的流速減小至第一入口處的流速的90％，由第一出口16可以得到視覺上清澈的輸出，但分光光度計(jì)的測量顯示仍然有大約9.1％轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)在參考圖4(a)，所測量到的熒光素鈉的轉(zhuǎn)移(·)與CFD計(jì)算結(jié)果非常吻合，并且證實(shí)轉(zhuǎn)移的主要機(jī)理是由擴(kuò)散控制的。
現(xiàn)在參考圖4(b)，隨著整體流速的上升，熒光素鈉的轉(zhuǎn)移(·)減少(在16.3ml/min大約為6％)。在所使用的所有流速下，酵母的轉(zhuǎn)移(□)均比熒光素的轉(zhuǎn)移低得多。
聲波模式開啟用信號發(fā)生器(Hewitt Packard 3325A)和放大器(240L型，Rochester，美國)給換能器19施加頻率為2.96MHz的17Vp-p的交變電勢。通過用示波器(Agilent，5462A)監(jiān)測電流和電壓之間的相角的最小值來確定共振頻率。
現(xiàn)在參考圖4(c)，可以觀察到酵母細(xì)胞在第一出口16的輸出中的數(shù)量急劇上升(根據(jù)流速為5倍～40倍)。同樣可以觀察到熒光素鈉的轉(zhuǎn)移增加，但是在該電壓下小于1％。對于初始酵母濃度為1.53×107ml-1的情況，在17Vp-p下以10ml/min的流速可以使酵母從熒光素鈉中的分離最優(yōu)化(x-x線，右手坐標(biāo))。
盡管在直至約30Vp-p的更高電壓熒光素鈉的轉(zhuǎn)移同樣增加，但仍可以獲得增加的酵母轉(zhuǎn)移。在這種大小的電壓下，第一出口16的輸出與第二出口18的輸出非常相似。
在沒有酵母細(xì)胞的情況下研究熒光素鈉轉(zhuǎn)移的類似實(shí)驗(yàn)顯示，在高壓下發(fā)生最高40％的轉(zhuǎn)移。但是，溫度效應(yīng)的影響甚微。在17Vp-p下，據(jù)認(rèn)為熒光素鈉隨酵母傳送的夾帶只占傳送量的大約10％(CFD計(jì)算)。
綜合這些結(jié)果表明，聲波流動(dòng)是使熒光素鈉轉(zhuǎn)移的主要原因。入口樣品的最優(yōu)混合需要較高的酵母濃度，該酵母濃度通過粘著或者凝集以及高電壓來影響熒光素鈉轉(zhuǎn)移。
當(dāng)分子物種具有比熒光素鈉更低的擴(kuò)散系數(shù)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的方法可以預(yù)期獲得改善的分離效率。
權(quán)利要求
1.一種用于將夾帶在第一流體中的顆粒移動(dòng)到第二流體的設(shè)備，該設(shè)備包括管道、用于使各流體的層流在管道內(nèi)接觸的裝置和能夠產(chǎn)生具有位于管道內(nèi)的壓力波節(jié)點(diǎn)的超聲駐波的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中用于使層流接觸的裝置使兩種流體之間的混合最小化。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中用于使層流接觸的裝置分別包括與管道連通的用于各個(gè)流體的入口裝置和出口裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述各入口裝置和出口裝置彼此垂直。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述壓力波節(jié)點(diǎn)沿著管道的縱向長度設(shè)置在中心。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中可以產(chǎn)生駐聲波的裝置包括適用于產(chǎn)生和發(fā)射聲波的管道的第一壁和用于反射所產(chǎn)生的聲波的相對于第一壁的第二壁。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述管道的第一壁包括壓電陶瓷材料。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述壓電陶瓷材料與交變電勢源相連。
9.一種從第一流體向第二流體移動(dòng)顆粒的方法，該方法包括以下步驟i)在與能夠在管道中產(chǎn)生超聲駐波的裝置相連的管道內(nèi)，使各個(gè)流體的層流相互接觸，和ii)在管道內(nèi)產(chǎn)生具有壓力波節(jié)點(diǎn)的駐波。
10.清洗顆粒的方法，所述方法如權(quán)利要求9所述。
11.混合樣品的方法，所述方法如權(quán)利要求9所述。
12.一種設(shè)備，該設(shè)備基本上為以上參考附圖所描述的設(shè)備，以及基本上為如附圖所示的設(shè)備。
13.一種清洗顆粒的方法，該方法基本上為以上參考附圖所描述的方法，以及基本上為如附圖所示的方法。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于將夾帶在第一流體中的顆粒移動(dòng)到第二流體的設(shè)備，該設(shè)備包括管道、用于使各流體的層流在管道內(nèi)接觸的裝置和能夠產(chǎn)生具有位于管道內(nèi)的壓力波節(jié)點(diǎn)的超聲駐波的裝置。
文檔編號G01N1/28GK1703271SQ200380101256
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月10日
發(fā)明者杰里米·約翰·霍克斯, 威廉·特倫斯·科克利 申請人:英國國防部