專利名稱：利用駐波型超聲波分離液體中的顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對樣品液體中的顆粒例如牛奶中的體細胞的處理、分選和檢測。在食品生產(chǎn)中，分析從原材料一直到成品的食品含量是必不可少的。這是監(jiān)測和優(yōu)化生產(chǎn)，以及確保原材料和成品的品質(zhì)所要求的。當分析液體食品時，在過濾后的樣品中存在顆粒可能產(chǎn)生特殊問題。例如，牛奶中最大的脂肪顆粒導致顯著的光散射，這使得顯微術(shù)不適合于牛奶樣品并在牛奶的紅外光譜學中引起透射損耗。在此情況下，去除脂肪顆粒的簡單方法可以促進新的分析方法、更高效率的光譜學技術(shù)或被存在的脂肪顆粒另外掩飾的組分的測量。在其他類型的分析中，特定顆粒的存在必須被表征或計數(shù)，這些特定顆粒即牛奶中的體細胞或細菌、酒和啤酒中的酵母細胞或果汁中的果肉和其他顆粒。為了去除干擾顆粒，在進行實際樣品分析之前通常在預(yù)處理步驟中添加化學品， 或添加標記分子，以便增強來自需要被表征或計數(shù)的顆粒的信號。原則上，不需要添加這樣的化學品。它增加分析的成本和復雜度并且與一些添加物質(zhì)起作用可帶來健康威脅。因此一種可以限制或完全消除對添加物質(zhì)的需要的分離顆粒的方法將在許多類型的液體食品分析中占有主要的優(yōu)勢。技術(shù)現(xiàn)狀在期望去除脂肪球的血液處理中實施了一種利用超聲波來根據(jù)顆粒的物理性質(zhì)分離液體中的顆粒的方法，稱為聲電泳(acoustophoresis)。在2003年3月12日的EP 1365849B(T. LAURELL等人)中公開了一種實施此方法的方式，在EP 1365849B中，采用超聲駐波通過驅(qū)使顆粒朝向超聲駐波中的壓力波節(jié)來處理顆粒。如

圖1所圖示，對于在矩形通道14中的駐波40，在顆粒30上的力&的方向主要由顆粒的密度和壓縮度確定，如下面的公式所示。
權(quán)利要求
1.一種用于處理樣品液體(3 中的顆粒(30)的裝置，所述裝置包括能夠發(fā)射具有給定波長的超聲波的超聲波源(16)、用于樣品液體(2)的進口、一個或多個出口(4，5，6)以及隔室(14)，所述隔室被依尺寸設(shè)計成支持所述波長的駐波型超聲波00)，其特征在于所述裝置還包括用于鞘液的進口(1，3)，所述進口被配置成引導所述鞘液(34)接近具鞘的隔室的壁、基本上平行于所述駐波型超聲波GO)的波腹平面06)延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述隔室(14)沿長度軸延伸，并且所述隔室具有沿寬度軸和高度軸的橫截面區(qū)域，并且所述隔室(14)的所述寬度支持具有基本上平行于所述長度軸的聚焦平面(44，46)的駐波型聲波；所述隔室(14)的所述長度是所述隔室的所述寬度的至少10倍，并且所述隔室(14)的所述高度低于所述駐波的半波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述隔室(14)沿長度軸延伸，并且所述隔室(14) 具有帶寬度軸和高度軸的橫截面區(qū)域，并且所述隔室(14)的所述橫截面支持具有基本上平行于所述長度軸的聚焦平面G4，46)的駐波型聲波00)；所述隔室(14)的長度是所述隔室(14)的寬度的至少10倍，所述隔室(14)的高度基本上與所述隔室(14)橫截面的寬度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其中當使用時，所述樣品液體(3 和所述鞘液 (34)將在所述長度軸的方向上流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的顆粒處理裝置，其中所述超聲駐波00)具有數(shù)個波節(jié)平面04，46)，所述數(shù)個是一個、兩個、三個或四個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的顆粒處理裝置，其中所述出口(4，5，6)的位置和流速的組合被配置成將對應(yīng)于聚焦平面G4，46)的流引至特定出口(5)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的顆粒處理裝置，其中所述超聲波源(16)選自由下列各物組成的組壓電陶瓷換能器、壓電鹽換能器、壓電聚合物換能器、壓電晶體換能器、磁致伸縮換能器和電磁換能器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的顆粒處理裝置，其中所述超聲駐波00)具有 IOOkHz至IOMHz范圍內(nèi)的頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的顆粒處理裝置，其中當操作時，所述鞘液 (34)和所述樣品液體(32)之間的密度差小于10%，優(yōu)選小于5%并且更優(yōu)選小于2%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的顆粒處理裝置，其中主鞘液與樣品液體的邊界(36)的位置、最接近所述液體的邊界(36)的一個或多個聚焦平面04，46)的位置以及所述鞘液(34)和所述樣品液體(3 的密度被結(jié)合成使得最接近所述鞘液與樣品液體的邊界(36)且被低密度液體覆蓋的所述聚焦平面(44，46)是波腹平面06)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的顆粒處理裝置，其中所述鞘液(34) 具有比具有最低密度的所述顆粒(30)低的密度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12所述的顆粒處理裝置，其中所述鞘液(34)包括洗滌劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的顆粒處理裝置，其中所述鞘液(34)包括非極性溶劑。
14.一種系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的顆粒處理裝置以及一個或多個顆粒檢測設(shè)備和/或計數(shù)設(shè)備(50)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述顆粒檢測設(shè)備和/或計數(shù)設(shè)備(50)檢測和 /或計數(shù)未標記的顆粒。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的系統(tǒng)，其中所述顆粒檢測設(shè)備(50)根據(jù)選自由下列項組成的組的檢測原理來操作光學阻塞、光散射、光學顯微術(shù)、相襯顯微術(shù)、自體熒光、阻抗或流式細胞術(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述顆粒檢測設(shè)備和/或計數(shù)設(shè)備(50)檢測和 /或計數(shù)標記的顆粒。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述顆粒檢測設(shè)備根據(jù)選自由標記的熒光和流式細胞術(shù)組成的組的檢測原理來操作。
19.一種系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的顆粒處理裝置以及分光鏡裝置，其中分光鏡方法用于分析所述樣品液體的分段。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述樣品液體(3 的所述分段具有增大的濃度的類脂。
21.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置用于諸如牛奶(32)中的體細胞的所述顆粒(30)的檢測和/或計數(shù)的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理樣品液體(32)中的顆粒(30)的裝置，所述裝置包括能夠發(fā)射具有給定波長的超聲波的超聲波源(16)；用于樣品液體(2)的進口、一個或多個出口(4、5、6)以及隔室(14)，隔室(14)被依尺寸設(shè)計成支持所述波長的駐波型超聲波(40)，特征在于該裝置還包括用于鞘液的進口(1，3)，該進口被配置成引導鞘液(34)接近具鞘的隔室的壁、基本上平行于駐波型超聲波(40)的波腹平面(46)延伸。具體地說，該裝置可以結(jié)合用于對牛奶中的體細胞進行計數(shù)的顆粒計數(shù)裝置來使用。
文檔編號B01L3/00GK102170949SQ200880131376
公開日2011年8月31日 申請日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者佩爾·奧古斯特森, 克勞斯·霍爾姆, 卡爾·約翰·格倫瓦爾, 拉斯·托馬斯·勞雷爾, 雅各布·里斯·弗肯伯格 申請人:佩爾·奧古斯特森, 卡爾·約翰·格倫瓦爾, 拉斯·托馬斯·勞雷爾, 福斯分析股份公司