[发明专利]利用聚焦声能处理样本

说明书

技术领域

本发明涉及利用聚焦声能处理样本。具体来说，本发明涉及用于利用聚焦声能照射样本来处理该样本的装置，和用于利用聚焦声能照射样本来处理该样本的方法。

背景技术

近年来，对还已知为微全分析系统(microTAS)或芯片上实验室的样本入结果出装置的许多方面的改进，出于多种理由，产生了对体外诊断(IVD)应用的越来越多的关注。例如，集成和小型化导致这样的系统：该系统需要相对较小的、可接受的样本污染风险，高灵敏度以及短周转时间的测试，和每测试较低的成本。而且，在样本输入和结果生成之间应当需要最小操作员干涉。操作员干涉可以由相对不熟练的操作员并借助对操作环境的适度需求来进行。

利用声能处理样本的已知技术可能不适于如分子器件应用的某些应用，因为在完成声处理之后，在内部具有液体样本的泄露盒与该装置本身所使用的液体之间可能不会产生区别。这在利用这种液体耦合的这些装置内可能是不可接受的处理结果。

而且，包括如例如混合的复杂操作的预处理功能相对于其它处理功能分离且独立地处理。这与进一步小型化和集成的本领域中的一般趋势相反。更加严重的是，其例如与具有真正小尺寸系统的医院或实验室需求相矛盾，因为这些设置中可用空间非常有限。

除了该分子诊断测试通常包括利用复杂压电阵列、复杂控制系统以及复杂电驱动器的技术以外，这些技术还很昂贵，需要许多技术支持并且还需要很多空间。

发明内容

本发明的一个目的可以是提供改进的样本处理。

该目的可以通过根据独立权利要求中的一项的主题来实现。本发明的实施方式在从属权利要求中进行了描述。

定义和缩写语：

应注意到，在本发明的上下文中，将使用下列定义和缩写语：

干式耦合：

术语“干式耦合”在本发明的上下文中被用作声能仅通过非液体物质从源至样本的完全传送。

声能：

术语“声能”在本发明的上下文中被用作包括如声波(sonic)能、声波、声脉冲、超声能、超声波、超声、冲击波、声音(sound)能、音(sound)波、声波脉冲、脉冲、波或这些术语的任何其它语法形式。

焦点区和焦点：

如在本发明的上下文中使用的“焦点区”或“焦点”意指其中声能会聚和/或碰撞目标或样本的区域，尽管该区域不一定必须是单个聚焦点。

装置：

本发明的上下文中的表达“装置”包括分子诊断装置和其它装置。该装置例如可以应用于医疗保健/生命科学、食品工业、兽医业以及法医应用。

样本：

应当明确地注意到，术语“样本”可以包含利用根据本发明的装置被处理的用于分子分析的样本。例如、血液、培育血、尿、吸出物、具有水状粘度的样本、异质样本或如BAL的载体上的样本、唾液、气管吸出物、CSF、具有病原体的拭子和/或刷子。尽管如此，这不意指任何其它种类的物质、固体、液体、气体或其任何组合不可以是样本并且不可以被本发明利用聚焦声能照射。

NA：

“NA”将被用于任何核酸。

源：

在本发明的上下文中，术语“源”将被同义地用于术语“换能器”。另外，能够发射如本发明上下文内定义的声能的任何其它装置包括在所述源中。

传播路径：

表述“传播路径”在本发明上下文中描述声能从源至少通过耦合器和盒的任何组合到样本的路线。如透镜、另外的耦合器的其它部件可以处于该传播路径中。因而，在该传播路径中，这些不同部件的中间接触层也被声能通过。另外，可以包括如例如声窗(acoustic window)或接触面介质的其它层。

衰减：

术语“衰减”在本发明上下文中涉及减小所生成的声能的强度。这例如可以因反射、吸收、衍射或其任何组合而引起。

处理样本：

术语“处理”在本发明上下文中被用于描述聚焦声能与样本的相互作用。通过按各种特定方式将声能聚焦到样本上，在该样本中引起声化学和/或声物理反应，以生成如例如混合、扩散、搅拌、从拭子或刷子的洗脱、液化、细胞溶解或细胞释放的功能。由此，“处理”的这种定义还描述了在称作“预处理”的过程期间的声物理和/或声化学相互作用。换句话说，“处理”除其它功能以外还包括样本的“预处理”。

处理腔室：

表述“处理腔室”将类似地被用于“腔室”和“盒的腔室”。

超声：

术语“超声”和“超声波”将被用于频率在20kHz与100kHz之间的循环声压。

高强度聚焦超声(HiFu)：