[实用新型]一种流体粒子运动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物学分析技术领域，具体涉及一种用于细胞分析的超声波流体粒子运动控制装置。

背景技术

流式细胞技术是一种利用流式细胞仪对处在液流中的单个细胞或其他生物颗粒等进行快速定量分析和分选的技术。流式细胞技术能够对每个细胞进行多种定量分析，是在血液、骨髓等组织中检测稀有细胞的有力工具。但稀有细胞检测往往需要大量样本才能采集到足够的数据，这对于传统流式细胞仪是个挑战，因为大样本意味着处理时间长，若减少时间，则需要加快进样速率，提高通量，但这会造成检测灵敏度的下降。

样本溶液进入到流式细胞仪时，细胞在三维空间内随机分布。令细胞逐个穿过激光束，才能保证数据采集的准确性。目前绝大多数流式细胞仪通过流体动力聚焦实现，即通过鞘液带动细胞并将其限制在中心位置，建立起单细胞流。传统的水动力聚焦技术受到了不少限制，流速提高会增大样本流的宽度，使细胞的聚焦效果下降。细胞偏离激光中心越远，激发光强度变化就越大，CV值也越高。研究人员经常需要在分析通量和精度之间寻求平衡。

目前，现有技术中已经出现了利用超声波声场进行粒子聚焦的装置，如美国专利文献US9074977B2，公开了一种用于平行流细胞分析的粒子处理装置，其包括一组相对布置于流体管的声波发射单元用于形成声场实现细 胞粒子聚焦。

然而，首先上述专利文献中的装置仅可用于粒子聚焦，其功能和用途单一；其次，上述装置由对向的一组超声发射单元进行粒子聚焦，因此仅能使粒子在单平面或平行的多个平面内聚焦，参见专利文献US9074977B2的附图1，其流体粒子均聚焦在单个的平面内，其聚焦效果单一。因此现有技术中的粒子聚焦装置功能过于简单，且聚焦效果单一，不能满足不同的流体粒子不同聚焦需求。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有细胞分析聚焦装置中的功能和效果过于单一，不能满足不同的聚焦和其他功能需求，从而提供一种可形成不同声场模式的，既可以用于模拟不同模式的声场又可用于实现流体粒子不同聚焦效果的流体粒子运动控制装置。

为此，此处依次列出权利要求书记载的全部技术方案：一种流体粒子运动控制装置，包括：控制主机，其至少用于控制超声发射单元的超声波发射；操作机构，具有流体管和分布在所述流体管表面的一个以上的超声发射单元；以及连接线，其连接所述超声发射单元和所述控制主机；通过所述控制主机控制单个或多个位于不同位置的超声发射单元工作形成作用于流体粒子的不同的声场。

进一步地，所述操作机构为用于实现流体粒子聚焦的流体粒子聚焦机构，具有置于所述流体管内的聚焦管腔，所述超声发射单元产生的声场使通过聚焦管腔的流体中的粒子聚焦。

进一步地，所述流体粒子聚焦机构用于作为其他聚焦机构的辅助聚焦 装置实施辅助聚焦。

进一步地，所述控制主机驱动位于所述流体管上不同位置的单个或多个超声发射单元工作以实现不同的粒子运动结果。

进一步地，所述控制主机单独驱动位于所述流体管上的任意一个超声发射单元工作；或同时驱动位于所述流体管相邻面上的超声发射单元工作；或同时驱动位于所述流体管同一面上的多个超声发射单元工作；或同时驱动位于所述流体管相对面上的超声发射单元工作；或同时驱动位于所述流体管四个侧面上的超声发射单元工作。

进一步地，所述控制主机通过分别单独调节超声波输出信号的通道使能、频率、幅值或相位，以实现不同的粒子运动结果。

进一步地，还设置有用于检测所述超声发射单元工作状态的传感器；所述传感器检测的状态信号传输至所述控制主机以监测超声发射单元的正常工作。

进一步地，所述传感器为温度传感器。

进一步地，所述控制主机至少包括用于驱动所述超声发射单元的超声驱动机构。

进一步地，所述超声驱动机构至少包含四路独立的输出，能够独立驱动至少四路所述超声发射单元。

进一步地，所述超声驱动机构至少包含信号发生器、功率放大器和输出匹配电路。

进一步地，所述控制主机还包括控制显示机构和电源信号接口，所述控制显示机构控制所述超声发射单元并显示所述流体粒子运动控制装置的 工作状态。

进一步地，所述控制显示机构通过控制所述超声驱动机构的驱动信号控制所述超声发射单元的发射状态。

进一步地，所述控制显示机构对所述驱动信号的通道使能、频率、幅值和相位均可进行独立控制。