BR112018015316B1 - Aparelho de separação de partículas e método para separar partículas - Google Patents

Aparelho de separação de partículas e método para separar partículas Download PDF

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Abstract

Um aparelho de separação de partículas, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, pode compreender: um primeiro trajeto de fluxo de entrada no qual um primeiro fluido contendo uma pluralidade de partículas de diferentes tamanhos é introduzido; um segundo trajeto de fluxo de entrada no qual um segundo fluido que não contém partículas é introduzido; um trajeto de fluxo de conexão e o segundo trajeto de fluxo de entrada, de modo a que um terceiro fluido, no qual o primeiro fluido e o segundo fluido, que estão misturados se movem; uma pluralidade de trajetos de fluxo de descarga onde a pluralidade de partículas que saem através da outra extremidade do trajeto de fluxo de conexão são separadas e descarregadas de acordo com o tamanho das partículas; e um trajeto de fluxo de ramificação onde pelo menos uma parte do terceiro fluido que sai através da outra extremidade do trajeto do fluxo de conexão é descarregada.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de separação de partículas e um método de separação de partículas.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Nos últimos anos, há uma demanda crescente por um sistema de microescala, como o sistema micro-analítico-total (lab-on-a-chip), à medida que aumenta a demanda por diagnóstico e síntese usando uma pequena quantidade de materiais. Técnicas para isolar e controlar pequenas quantidades de material são particularmente importantes nos campos médico, químico e biológico.
[003] Um sistema micro-analítico-total se refere a um laboratório sobre um dispositivo de microfluidos ou laboratório em um dispositivo de microfluidos, e é usado para fazer micro-canais com menos de nanolitros em um substrato feito principalmente de vidro, resina de polímero ou silicone, e foi desenvolvido para realizar rapidamente os experimentos existentes ou processo de pesquisa, movendo uma amostra líquida de vários nanômetros através do micro-canal.
[004] Sistemas de separação de partículas baseados em tal tecnologia de sistema micro-analítico-total estão sendo estudados. Os sistemas convencionais de separação de partículas, no entanto, possuem estruturas complexas e mecanismos complexos de separação, e possuem baixa precisão de separação.
[005] Além disso, a estrutura das partículas separadas pelo sistema de separação de partículas pode ser perturbada, resultando em perda de função após a separação.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO
[006] Com base no conhecimento técnico descrito acima, a presente invenção visa fornecer um aparelho de separação de partículas no qual uma pluralidade de partículas não é danificada durante o processo de separação.
SOLUÇÃO TÉCNICA
[007] Um aparelho de separação de partículas de acordo com uma forma de realização da presente invenção pode compreender: - uma primeira via de fluxo de entrada através da qual um primeiro fluido contendo uma pluralidade de partículas de diferentes tamanhos é introduzido; - uma segunda via de fluxo de entrada através da qual um segundo fluido que não contém partículas é introduzido; - uma via de fluxo de conexão através da qual um terceiro fluido move-se, em que uma extremidade da via de fluxo de conexão está conectada à primeira via de fluxo de entrada e à segunda via de fluxo de entrada de modo que o primeiro fluido e o segundo fluido são misturados para formar o terceiro fluido; - uma pluralidade de vias de fluxo de descarga através das quais a pluralidade de partículas que saem da outra extremidade da via de fluxo de conexão são separadas e descarregadas de acordo com o tamanho da partícula; e - uma via de fluxo de ramificação através da qual pelo menos uma porção do terceiro fluido que sai da outra extremidade da via de fluxo de conexão é descarregada.
[008] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a via de fluxo de conexão pode incluir: - um substrato; - uma primeira superfície lateral, que é formada sobre o substrato e está conectada à primeira via de fluxo de entrada; e - uma primeira superfície lateral que fica de frente para a primeira superfície lateral no substrato e está conectada à segunda via de fluxo de entrada.
[009] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a pluralidade de partículas pode se mover de modo deslizante para a primeira superfície lateral.
[0010] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a primeira superfície lateral está inclinada em direção à segunda superfície lateral com relação ao substrato.
[0011] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, o ângulo formado entre a primeira superfície lateral e o substrato pode ser inferior a 90 graus.
[0012] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a primeira superfície lateral está em forma de superfície plana.
[0013] De acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção, a primeira superfície lateral pode estar em forma de escada.
[0014] De acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção, a segunda superfície lateral pode ser inclinada em direção à primeira superfície lateral em relação ao substrato.
[0015] De acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção, o ângulo entre a segunda superfície lateral e o substrato pode ser menor do que 90 graus.
[0016] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, a pluralidade de vias de fluxo de descarga pode ser espaçada uma da outra em uma direção cruzando a direção de fluxo do terceiro fluido na outra extremidade da via de fluxo de conexão.
[0017] De acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção, os intervalos entre um par de vias de fluxo de descarga adjacentes entre a pluralidade de vias de fluxo de descarga podem ser iguais entre si.
[0018] De acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção, a razão da taxa de fluxo do primeiro fluido para o segundo fluido introduzido na primeira via de fluxo de entrada e na segunda via de fluxo pode estar no intervalo de 0,1:99,9 a 50:50.
[0019] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, a taxa de fluxo do terceiro fluido descarregado através da via de fluxo de ramificação pode ser ajustável.
[0020] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, a taxa de fluxo do terceiro fluido descarregado através da via de fluxo de ramificação pode estar no intervalo de 70% a 95% do terceiro fluido que sai da via de fluxo de conexão.
[0021] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, a segunda via de fluxo de entrada pode ser inclinada em um ângulo pré-determinado em relação à primeira via de fluxo de entrada.
[0022] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, a pluralidade de partículas pode ser nanopartículas.
[0023] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, a pluralidade de partículas podem ser organelas.
[0024] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, o primeiro e segundo fluidos podem compreender qualquer um de solvente orgânico selecionado a partir do grupo que consiste em polieteramina, hexano e tolueno; água destilada; solução aquosa contendo tween 20; solução salina; meio de cultura; e PBS (tampão fosfato salino), respectivamente.
[0025] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, o aparelho pode ser aplicado a qualquer um dentre um chip de análise de sangue, um arranjo de DNA e um microssensor.
[0026] Um método para separar partículas de acordo com outra forma de realização da presente invenção pode compreender: - a introdução de um primeiro fluido contendo uma pluralidade de partículas com tamanhos de partículas diferentes em uma primeira via de fluxo de entrada; - a introdução de um segundo fluido que não contém partículas em uma segunda via de fluxo de entrada; - passar o primeiro fluido e o segundo fluido através de uma via de fluxo de conexão que está conectado a porções de saída da primeira via de fluxo de entrada e a segunda via de fluxo de entrada; - passar a pluralidade de partículas, que passaram através da via de fluxo de conexão, através de cada uma da pluralidade de vias de fluxo de descarga de acordo com um tamanho de partícula; e - passar pelo menos uma porção de um terceiro fluido através de uma via de fluxo de ramificação localizado na porção de saída da via de fluxo de conexão, em que o primeiro fluido e o segundo fluido, que passaram através da via de fluxo de conexão, são misturados para formar o terceiro fluido.
[0027] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a trajeto de fluxo de conexão pode incluir: - um substrato; - uma primeira superfície lateral, que é formada sobre o substrato e está conectada à primeira via de fluxo de entrada; e - uma segunda superfície lateral que fica de frente a primeira superfície lateral no substrato e está conectada à segunda via de fluxo de entrada.
[0028] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a primeira superfície lateral está inclinada em direção à segunda superfície lateral em relação ao substrato.
[0029] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, o ângulo formado entre a primeira superfície lateral e o substrato pode ser menor do que 90 graus.
[0030] De acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção, a razão da taxa de fluxo do primeiro fluido para o segundo fluido introduzida na primeira via de fluxo de entrada e na segunda via de fluxo pode estar no intervalo de 0,1:99,9 a 50:50.
[0031] De acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção, a taxa de fluxo do terceiro fluido descarregado através da via de fluxo de ramificação pode ser ajustável.
[0032] De acordo com ainda outra forma de realização adicional da presente invenção, a taxa de fluxo do terceiro fluido descarregado através da via de fluxo de ramificação pode estar no intervalo de 70% a 95% do terceiro fluido que sai da via de fluxo de conexão.
EFEITO VANTAJOSO
[0033] De acordo com o aparelho de separação de partículas e o método de separação de partículas acima descrito, partículas com tamanhos diferentes podem ser separadas por tamanho de partícula. De acordo com o aparelho de separação de partículas e o método de separação de partículas de acordo com este exemplo, as micropartículas e as nanopartículas podem ser separadas umas das outras, e as nanopartículas com tamanhos diferentes podem ser separadas umas das outras.
[0034] Além disso, o uso de energia física, química e elétrica é minimizado para evitar que as partículas sejam danificadas durante a separação das partículas.
[0035] Além disso, o aparelho de separação de partículas e o método de separação de partículas do presente exemplo podem separar nanopartículas tais como a separação de nanopartículas semicondutoras, separação de biopartículas, sangue, sangue do cordão umbilical, exossomos e pós finos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0036] A Figura 1 é uma vista superior de um aparelho de separação de partículas de acordo com um exemplo da presente invenção.
[0037] A Figura 2 é um desenho que ilustra um processo de separação de partículas que passam através de uma via de fluxo de conexão.
[0038] A Figura 3 é uma vista em corte transversal da via de fluxo de conexão ao longo da linha III-III da Figura 1.
[0039] A Figura 4 é um primeiro exemplo modificado da via de fluxo de conexão da Figura 3.
[0040] A Figura 5 é um segundo exemplo modificado da via de fluxo de conexão da Figura 3.
[0041] A Figura 6 é um terceiro exemplo modificado da via de fluxo de conexão da Figura 3.
[0042] A Figura 7 é uma vista que mostra o grau de separação de partículas de acordo com uma alteração na taxa de fluxo da via de fluxo de ramificação.
[0043] A Figura 8 é uma vista que mostra o grau de separação de partículas de acordo com a alteração da taxa de fluxo da primeira e da segunda vias de fluxo de entrada
[0044] A Figura 9 é uma vista mostrando um resultado da separação de partículas através da via de fluxo de descarga.
[0045] A Figura 10 é um resultado de uma separação de exossomas e um corpo apoptótico utilizando o aparelho de separação de partículas de acordo com o presente exemplo.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO
[0046] A seguir, exemplos da presente invenção serão descritos em detalhe com referência aos desenhos anexos, os quais serão facilmente evidentes para os técnicos no assunto à qual a presente invenção se refere. A presente invenção pode ser incorporada em muitas formas diferentes e não está limitada aos exemplos aqui descritos. De modo a ilustrar claramente a presente invenção, omitem-se porções não relacionadas com a descrição, e os componentes iguais ou semelhantes são indicados pelos mesmos números de referência ao longo do relatório descritivo.
[0047] Além disso, o tamanho e a espessura de cada componente mostrado nos desenhos são mostrados arbitrariamente por conveniência de explicação, e assim a presente invenção não está necessariamente limitada àquelas mostradas nos desenhos.
[0048] Nos desenhos, as espessuras são aumentadas para indicar claramente as camadas e regiões. Nos desenhos, para a conveniência da explicação, as espessuras de algumas camadas e regiões são exageradas. Quando uma porção, como uma camada, filme, região ou chapa, é referida como estando “ligada” ou “acima” de outra porção, inclui também o caso em que existe outra porção no meio, bem como a outra porção.
[0049] Além disso, ao longo do relatório descritivo, quando um elemento é referido como “incluindo” um elemento, isto significa que o elemento também pode incluir outros elementos, sem se afastar dos outros elementos, a menos que especificamente indicado de outra forma. Além disso, ao longo do relatório descritivo, o termo “sobre” refere-se a estar localizado acima ou abaixo de uma porção alvo, e não significa necessariamente que a porção alvo está localizada no lado de acima em relação à direção gravitacional.
[0050] A seguir, um separador de partículas de acordo com um exemplo da presente invenção será descrito com referência às Figuras 1 a 3.
[0051] A Figura 1 é uma vista superior plana de um separador de partículas de acordo com um exemplo da presente invenção. A Figura 2 é um desenho para explicar um processo de separação de partículas que passam por uma via de fluxo de conexão. A Figura 3 é uma vista em corte transversal da via de fluxo de conexão ao longo da linha III-III da Figura 1.
[0052] Referindo-se às Figuras 1 a 3, um aparelho de separação de partículas de acordo com uma forma de realização da presente invenção compreende uma primeira via de fluxo de entrada (InP1), uma segunda via de fluxo de entrada (In_P2), uma via de fluxo de conexão (CP), uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (EX1 a EX9) e uma via de fluxo de ramificação (DP). De acordo com este exemplo, a pluralidade de partículas (A, B, C e D) tendo passado através da via de fluxo de conexão (CP) conectada à primeira e à segunda vias de fluxo de entrada (In_P1 e In_P2) são separadas e descarregadas em uma pluralidade da via de fluxo de descarga (Ex) dependendo do tamanho das partículas. Neste momento, uma parte do fluido que flui para fora através da via de fluxo de conexão (CP) flui para o lado de fora através da via de fluxo de ramificação (DP), e a taxa de fluxo de fluido que flui para fora da via de fluxo de ramificação (DP) através da via de fluxo de ramificação (DP) pode ser controlada de modo que a pluralidade de partículas seja separada pela pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) pelo tamanho de partícula.
[0053] Referindo-se à Figura 1, um primeiro fluido (L1) é injetado através de uma primeira via de fluxo de entrada (In_P1). Neste momento, o primeiro fluido (L1) contém uma pluralidade de partículas com tamanhos diferentes. Isto é, o primeiro fluido (L1) que contém uma pluralidade de partículas é injetado através da via de fluxo de entrada (In_P1). A pluralidade de partículas introduzidas através da primeira via de fluxo de entrada (In_P1) pode ser separada uma da outra pelo tamanho de partícula através do separador de partículas de acordo com o presente exemplo.
[0054] Neste momento, a pluralidade de partículas pode ser nanopartículas, um ponto quântico ou uma organela. Aqui, as nanopartículas significam partículas com um tamanho de partícula de vários nanômetros. As partículas a serem aplicadas ao aparelho de separação de partículas de acordo com o presente exemplo podem ser várias partículas com um tamanho de vários nanômetros.
[0055] Por outro lado, pontos quânticos representam cristais semicondutores com tamanho de nanômetros produzidos através de processos de síntese química. Neste momento, o ponto quântico pode emitir luz de várias cores, gerando um comprimento de onda de luz de comprimento diferente, dependendo do tamanho da partícula, sem alterar o tipo de material. E o segundo fluido (L2), que não contém partículas, é introduzido na segunda via de fluxo de entrada (In_P2). Ao contrário do primeiro fluido (L1) descrito acima, o segundo fluido (L2) consiste apenas de líquido.
[0056] Ou seja, a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) estão dispostas no lado de entrada do separador de partículas de acordo com o presente exemplo. Neste momento, uma pluralidade de partículas de tamanhos diferentes a serem separados são introduzidas em uma via de fluxo de uma entrada, isto é, a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) através do primeiro fluido (L1), e do segundo fluido (L2), que não contém partículas, é injetado na outra via de fluxo de entrada, ou seja, a segunda via de fluxo de entrada (In_P2).
[0057] Neste momento, o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) pode compreender qualquer um solvente orgânico selecionado a partir do grupo que consiste em polieteramina, hexano e tolueno; água destilada; solução aquosa contendo tween 20; solução salina; meio de cultura; e PBS (tampão fosfato salino), respectivamente. Por exemplo, no presente exemplo, uma pluralidade de partículas com tamanhos diferentes pode ser incluída no meio de cultura a ser introduzido na primeira via de fluxo de entrada (In_P1). A primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) são conectadas à via de fluxo de conexão (CP). Como mostrado na Figura 1, a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) são conectadas a uma extremidade da via de fluxo de conexão (CP).
[0058] Neste momento, a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) formam um ângulo entre si e estão conectadas a uma extremidade do canal de conexão (CP). A primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) são dispostas paralelamente umas às outras e não estão conectadas a uma extremidade da via de fluxo de conexão (CP). Ou seja, a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) é inclinada em um certo ângulo com base na primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e está conectada à via de fluxo de conexão (CP).
[0059] Por exemplo, como mostrado na Figura 1, a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) é disposta em paralelo com a via de fluxo de conexão (CP), e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) é disposta em um determinado ângulo.
[0060] De acordo com a Figura 2, quando a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) formam um certo ângulo uma em relação a outra, uma pluralidade de partículas contidas no primeiro fluido (L1) pode ser movida ao longo do primeiro lado (W1) da via de conexão (CP). Aqui, o primeiro lado (W1) representa um lado da via de fluxo de conexão (CP) conectado à primeira via de fluxo de entrada (In_P1).
[0061] Por exemplo, assume-se que o primeiro fluido (L1) inclui uma pluralidade de partículas (A, B, C e D) com tamanhos diferentes. O primeiro fluido (L1) que passou pela primeira via de fluxo de conexão (In_P1) desliza no primeiro lado (W1) da via de fluxo de conexão (CP) pelo segundo fluido (L2) e se move ao longo da via de fluxo de conexão (CP).
[0062] Em um ponto em que a primeira via de entrada (In_P1) e a segunda via de entrada (In_P2) se encontram, a pluralidade de partículas (A, B, C, D) do primeiro fluido (L1) se move em direção ao primeiro lado da via de conexão (CP) pelo segundo fluido (L2) da segunda via de entrada (In_P2). Isso ocorre porque o segundo fluido (L2) injetado na via de fluxo de conexão (CP) é inclinado em um certo ângulo em relação ao primeiro fluido (L1). Ou seja, a pluralidade de partículas (A, B, C e D) que flui na via de fluxo de conexão (CP) são movidas enquanto deslizam na primeira superfície lateral (W1) da via de fluxo de conexão (CP) pelo segundo fluido (L2).
[0063] De acordo com este exemplo, como mostrado em Figura 3, a primeira superfície lateral (W1) da via de fluxo de conexão (CP) é disposta para ser inclinada em um primeiro ângulo (θ1) 1 em relação ao substrato (Su). Neste momento, a primeira superfície lateral (W1) está inclinada em direção à segunda superfície lateral (W2) voltada para a primeira superfície lateral (W1). Aqui, a segunda superfície lateral (W2) representa um lado da via de fluxo de conexão (CP) conectado à segunda via de fluxo de entrada (In_P2).
[0064] Além disso, a segunda superfície lateral (W2) pode estar inclinada no segundo ângulo (θ2) em relação ao substrato (Su). No entanto, a presente invenção não se limita a isso, e a segunda superfície lateral (W2) pode estar disposta perpendicularmente ao substrato (Su), como mostrado na primeira modificação da Figura 4. Isso ocorre porque a pluralidade de partículas (A, B, C e D) se move junto com a primeira superfície lateral (W1) pelo segundo fluido (L2) e não se move junto com a segunda superfície lateral (W2).
[0065] Neste momento, o primeiro ângulo (θ1) e o segundo ângulo (θ2) pode ser inferior a 90°. De preferência, o primeiro ângulo (θ1) e o segundo ângulo (θ2) pode situar-se entre 35° a 55°. Quando a primeira superfície lateral (W1) está inclinada no primeiro ângulo (θ1), as partículas contidas no primeiro fluido (W1) podem estar espaçadas da primeira superfície lateral (W1) na ordem do tamanho de partícula.
[0066] Referindo-se à Figura 3, a pluralidade de partículas (A, B, C e D) está espaçada da primeira superfície lateral (W1) na ordem de tamanho de partícula. Por exemplo, as partículas (A), as partículas (B), as partículas (C) e as partículas (D), na ordem de maior tamanho de partícula, estão espaçadas da primeira superfície lateral (W1). Daqui em diante, para conveniência, assume-se que as partículas (A, B, C e D) são esféricas e o tamanho das partículas é determinado pelo diâmetro das partículas (A, B, C e D). Como resultado, o tamanho de partícula (A), a partícula (B), a partícula (C) e a partícula (D) na ordem de maior tamanho de partícula estão espaçadas da primeira superfície lateral (W1).
[0067] De acordo com este exemplo, uma vez que a primeira superfície lateral (W1) está inclinada em direção à segunda superfície lateral (W2), é possível aumentar a distância entre as partículas (A, B, C e D), quando comparado com o caso em que a primeira superfície lateral (W1) não está inclinada e está disposta perpendicularmente ao substrato (Su). Aqui, a distância entre as partículas (A, B, C e D) significa a distância entre os centros das partículas (A, B, C e D). Como resultado, as partículas (A, B, C e D) passando através da via de fluxo de conexão (CP) pode ser separada entre si de acordo com o tamanho das partículas, e pode ser introduzida na pluralidade de vias do fluxo de descarga (EX1 a EX9). Uma descrição detalhada da mesma será descrita abaixo.
[0068] Neste momento, a primeira superfície lateral (W1) pode ter a forma achatada ou plana. Como mostrado na Figura 3, a primeira superfície lateral (W1) é formada em uma forma achatada plana, e a pluralidade de partículas (A, B, C, e D) são ligadas ao substrato (Su) e a primeira superfície lateral (W1) que está em uma forma achatada plana para estar localizada na via de fluxo de conexão (CP).
[0069] Por outro lado, a primeira superfície lateral (W1) pode ter a forma de escadas como mostrado na segunda modificação da Figura 5. Quando a primeira superfície lateral (W1) é formada na forma de escadas, a distância entre a pluralidade de partículas (A, B, C e D) pode ser ainda aumentada do que a forma de placa achatada é formada. Neste momento, como mostrado na Figura 5, a segunda superfície lateral (W2) também pode ter a forma de escadas como a primeira superfície lateral (W1).
[0070] Referindo-se novamente às Figuras 1 e 2, a pluralidade de partículas (A, B, C e D) estão contidas no terceiro fluido (L3) no qual o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) são misturados para passar pela via de fluxo (CP). Como descrito acima, a pluralidade de partículas (A, B, C e D) move-se enquanto desliza na primeira superfície lateral (W1). Assim, ao passar através da via de conexão (CP), movem-se separadamente umas das outras de acordo com o tamanho de partícula, como mostrado na Figura 2.
[0071] Na Figura 2, a pluralidade de partículas (A, B, C, e D) está deslizando ao longo da primeira superfície lateral (W1), pelo segundo fluido (L2), e move-se obliquamente em direção à primeira superfície lateral (W1) quando passa através da a via de fluxo de conexão (CP) pela força inercial.
[0072] Neste momento, as partículas (A, B, C e D) se movem com vias diferentes, dependendo do tamanho das partículas. Mais especificamente, a pluralidade de partículas A, B, C e D move-se juntamente com os vias P1, P2, P3 e P4, respectivamente. Isto é, as partículas (A) se movem junto com a via (P1), as partículas (B) se movem junto com a via (P2), as partículas (C) se movem junto com a via (P3) e as partículas (D) se movem junto com a via (P4), respectivamente.
[0073] Como mostrado na Figura 2, quanto menor o tamanho da partícula, mais ela é dobrada em direção à primeira face lateral (W1). Portanto, as partículas (D), partícula (C), partícula (B) e partícula (A) na ordem de tamanho de partícula menor para maior são muito curvadas em direção à primeira superfície lateral. (W1)
[0074] Por outro lado, de acordo com o presente exemplo, quando a primeira superfície lateral (W1) inclina-se para a segunda superfície lateral (W2) como descrito acima, a distância entre as partículas (A, B, C e D) é aumentada e, assim, a distância entre as vias (P1, P2, P3 e P4) através das quais as partículas (A, B, C, e D) que passaram pela via de fluxo de conexão (CP) se movem, aumenta. À medida que a distância entre um par de vias adjacentes das vias (P1, P2, P3 e P4) é aumentada, as partículas que se movem junto com a via podem ser facilmente separadas.
[0075] Por exemplo, quando as partículas (A) se movendo ao longo da via (P1) e as partículas (B) se movendo ao longo da via (P2) são observadas, a distância entre a via (P1) e a via P2 é aumentada quando a primeira superfície lateral (W1) é inclinada em comparação com o caso em que a primeira superfície lateral (W1) não é inclinada. Isso ocorre porque a primeira superfície lateral (W1) é inclinada para que a distância entre a partícula (A) e a partícula (B) na via de fluxo de conexão (CP) seja aumentada.
[0076] Referindo-se novamente à Figura 1, uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) está disposta na outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP). A pluralidade da via de fluxo de descarga (Ex) pode separar e descarregar uma pluralidade de partículas descarregadas através da via de fluxo de conexão (CP) de acordo com o tamanho das partículas.
[0077] Por exemplo, uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6, Ex 7, Ex 8 e Ex 9) pode ser formada na outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP). Embora seja descrito que nove vias de fluxo de descarga estão dispostas na Figura 1, o número de vias de fluxo de descarga não está limitado aos mesmos e pode ser inferior a nove ou mais. De acordo com este exemplo, ele pode ser separado e descarregado, respectivamente, por uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6, Ex 7, Ex 8 e Ex 9) de acordo com o tamanho das partículas.
[0078] Neste momento, a pluralidade de canais de descarga (Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6, Ex 7, Ex 8 e Ex 9) pode ser disposta em uma direção cruzando a direção de fluxo do terceiro fluido (L3) saindo do canal de conexão (CP). Em outras palavras, a pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6, Ex 7, Ex 8 e Ex 9) pode ser espaçada uma da outra em uma direção cruzando a direção do fluxo.
[0079] De acordo com o presente exemplo, a pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex1, Ex2, Ex3, Ex4, Ex5, Ex6, Ex7, Ex8 e Ex9) está disposta nos mesmos intervalos na direção transversal. Mais especificamente, os intervalos entre o par adjacente das vias de fluxo de descarga da pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex1, Ex2, Ex3, EX4, EX5, EX6, EX7, EX8, e EX9) são iguais entre si. Por exemplo, o intervalo entre a via de fluxo de descarga (Ex1) e a via de fluxo de descarga (Ex2) e o intervalo entre a via de fluxo de descarga (Ex2) e a via de fluxo de descarga (Ex3) são iguais entre si. Da mesma forma, o intervalo entre a via de fluxo de descarga (Ex2) e a via de fluxo de descarga (Ex3) e o intervalo entre a via de fluxo de descarga (Ex3) e a via de fluxo de descarga (Ex4) são iguais entre si.
[0080] Por outro lado, de acordo com o presente exemplo, uma via de fluxo de ramificação (DP) através da qual pelo menos uma porção do terceiro fluido (L3) saindo através da via de fluxo de conexão (CP) é descarregado e descartado. A via de fluxo de ramificação (DP) está localizada no lado de saída da via de fluxo de conexão (CP) e está disposta adjacente à pluralidade da via de fluxo de descarga (Ex).
[0081] Neste momento, a via de fluxo de ramificação (DP) descarrega a porção do terceiro fluido (L3) para o exterior e uma pluralidade de partículas são separadas e descarregadas em uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) correspondente a cada tamanho de partícula. Quando a via de fluxo de ramificação (DP) descarrega uma porção do terceiro fluido (L3) para o exterior, a distância entre as vias em que as partículas acima mencionadas se movem pode ser aumentada. Como resultado, partículas de diferentes tamanhos podem ser facilmente separadas por tamanho de partícula.
[0082] De acordo com o presente exemplo, a taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP) pode ser ajustado. Controlando a taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP), é possível separar e descarregar mais facilmente a pluralidade de partículas descarregadas através da via de fluxo de conexão (CP) de acordo com o tamanho das partículas.
[0083] A Figura 7 é um gráfico que mostra o grau de separação das partículas de acordo com uma alteração na taxa de fluxo da via de fluxo de ramificação. Pode ser visto que as partículas são facilmente separadas quando a taxa de fluxo do terceiro fluido indo para fora através da via de fluxo de ramificação (DP) é mais elevada do que uma certa razão em relação ao terceiro fluido que flui através da via de fluxo de conexão (CP).
[0084] Referindo-se à Figura 7, quando a razão entre a taxa de fluxo do terceiro fluido que flui para fora através da via de fluxo de ramificação (DP) é aumentada, a via de fluxo de descarga (Ex), através da qual o terceiro fluido que sai através da via de fluxo de conexão (CP) flui para fora é aumentada. Aqui, a porcentagem (%) mostrada na Figura 7 representa a razão do terceiro fluido descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP) para o terceiro fluido que sai através da via de fluxo de conexão (CP). A via mostrada em vermelho na Figura 7 representa uma via através da qual o terceiro fluido descarregado através da via de fluxo de conexão (CP) se move.
[0085] Por exemplo, quando a taxa de fluxo descarregada à via de fluxo da ramificação (DP) é 0% da via de fluxo de conexão (CP), isto é, quando não há vazão saindo pela via de fluxo da ramificação (DP), o terceiro fluido é descarregado ao longo de uma via de fluxo de descarga (Ex). Por outro lado, quando a razão (%) da taxa de fluxo descarregada à via de fluxo da ramificação (DP) é aumentada, pode-se ver que o número das vias de fluxo de descarga (Ex), que é a via através da qual o terceiro fluido é descarregado, aumenta. Particularmente, quando a taxa de fluxo descarregada para a via de fluxo da ramificação (DP) é 70% a 95% da via de fluxo de conexão (CP), o número das vias do fluxo de descarga (Ex), que é a via pela qual o terceiro fluido é descarregado, torna-se o máximo.
[0086] De acordo com o presente exemplo, as taxas de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2) fluindo para a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e segunda via de fluxo de entrada (In_P2) são diferentes umas das outras. Particularmente, quando a razão da taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2) é de 0,1:99,9 a 50:50, a pluralidade de partículas saindo pela via de fluxo de conexão (CP) pode ser facilmente separada e descarregada. Mais preferencialmente, quando a taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2) é 5:95, a pluralidade de partículas pode ser facilmente separada pelo tamanho das partículas através da pluralidade de trajetórias de fluxo de descarga.
[0087] A Figura 8 é um diagrama que mostra o grau de separação de partículas devido a uma alteração da taxa de fluxo das primeira e segunda vias de fluxo de entrada. A Figura 8 é um resultado experimental mostrando o grau de separação e descarga em uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex1, Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Ex6 Ex7 Ex8 e Ex9) do aparelho de separação de partículas de acordo com o presente exemplo, de acordo com a alteração relativa da taxa de fluxo que passa através da primeira via de fluxo de entrada (InP1) e da segunda via de fluxo de entrada (InP2). Os resultados do experimento da Figura 8 foram realizados utilizando Exossomo e Sintenina foi usado como um marcador de exossomos.
[0088] Por outro lado, um método de Western blotting foi usado para detectar exossomos localizados em uma pluralidade de vias de fluxo (Ex1, Ex2, Ex3, Ex4, Ex5, Ex6, Ex7, Ex8 e Ex9). Neste experimento, uma bomba de seringa foi usada para injetar fluido na primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e na segunda via de fluxo de entrada (In_P2).
[0089] Referindo-se à Figura 8(1), quando a taxa de fluxo do segundo fluido (L2) não contendo partículas é maior do que a taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) contendo as partículas, por exemplo, os exossomos não são detectados uniformemente na pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex1, Ex2, Ex3, Ex4, Ex5, Ex6, Ex7, Ex8 e Ex9) quando a taxa de fluxo da taxa de fluxo do segundo fluido (L2) é 1:99.
[0090] Por outro lado, quando a taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) e a taxa de fluxo do segundo fluido (L2) são de 5:95 ou 10:90, os exossomos foram uniformemente detectados em cada uma da pluralidade das vias de fluxo de descarga (Ex1, Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Ex6 Ex7 Ex8 e Ex9).
[0091] Em particular, como descrito acima, quando a relação da taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2) é 5:95, pode ser visto que os exossomos são uniformemente separados na pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex1 Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Ex6 Ex7 Ex8 e Ex9).
[0092] A Figura 8 é um resultado experimental que é confirmado que o terceiro fluido flui para cada uma da pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex1, Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Ex6 Ex7 Ex8 e Ex9) controlando a razão de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2).
[0093] A Figura 9 é uma vista mostrando um resultado da separação de partículas através da via de fluxo de descarga.
[0094] A Figura 9 é o resultado da separação utilizando o aparelho de separação de partículas de acordo com o presente exemplo após a mistura de 1 μm e 10 μm de partículas de poliestireno em uma razão em peso de 18:1. Neste experimento, as partículas foram misturadas com água destilada ou água destilada misturada com tween 20. Foi realizada sob a condição de que a taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) para o segundo fluido (L2) foi de 5:95 e a taxa de fluxo do fluido descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP) foi de 70% da via de fluxo de conexão (CP). Um microscópio óptico foi usado para identificar partículas de poliestireno na via de fluxo de descarga.
[0095] Referindo-se à Figura 9, partículas de poliestireno com 1 μm com tamanhos de partícula pequenos foram detectadas principalmente na via de fluxo de descarga frontal, e partículas de poliestireno de 10 μm com tamanhos grandes de partículas foram detectadas principalmente na via de fluxo de descarga traseira. A via de fluxo de descarga frontal significa que o número da via de fluxo de descarga é pequeno (por exemplo, Ex1, Ex2, Ex3 e Ex4) e a via de fluxo de descarga traseira significa que o número da via de fluxo de descarga é grande (por exemplo, Ex5, Ex6, Ex7, Ex8 e Ex9). Drain_1, Drain_2, etc. mostrado na fotografia da Figura 9 correspondem às vias de fluxo de descarga Ex1, Ex2, etc., respectivamente.
[0096] A Figura 10 é um resultado da separação de um exossomo e de um corpo apoptótico utilizando o aparelho de separação de partículas de acordo com o presente exemplo.
[0097] A Figura 10 é um gráfico que mostra os resultados da separação de uma mistura fluida de um exossomo tendo um tamanho de partícula de cerca de 100 nm a 200 nm e um corpo apoptótico que tem um tamanho de partícula de cerca de 1 μm a 5 μm utilizando um aparelho de separação de partículas de acordo com a presente forma de realização.
[0098] Neste experimento, os exossomos e os corpos apoptóticos foram misturados em um meio de cultura ou PBS (Tampão Fosfato Salino), e a mistura foi injetada na via de fluxo de entrada. A razão de fluxo do primeiro fluido (L1) para o segundo fluido (L2) foi de 10:90, que foi realizada sob a condição de que a taxa de fluxo de descarga para a via de fluxo de ramificação (DP) fosse de 75% da via de fluxo de conexão (CP). Um método de Western blotting foi usado para detectar partículas localizadas em uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6, Ex 7, Ex 8 e Ex 9). A sintenina foi utilizada como marcador de exossomos e a calreticulina foi utilizada como marcador de corpos apoptóticos.
[0099] Similarmente à Figura 9, na Figura 10, os exossomos com tamanhos pequenos de partícula foram detectados principalmente na via de fluxo de descarga frontal e os corpos apoptóticos tendo tamanhos grandes de partícula foram detectados principalmente na via de fluxo de saída traseira. Aqui, a via de fluxo de descarga frontal significa que o número de via de fluxo de descarga é pequeno (por exemplo, Ex1, Ex2, Ex3, e Ex4), e a via de fluxo de descarga traseira significa que o número de via de fluxo de descarga é grande (por exemplo, Ex5, Ex6, Ex7, Ex8 e Ex9).
[00100] Daqui em diante, um método de separação de partículas de acordo com um exemplo da presente invenção será descrito. Ao explicar o método de separação de partículas do presente exemplo, a descrição detalhada da mesma configuração que o aparelho de separação de partículas descrito acima será omitida.
[00101] Referindo-se à Figura 1, o primeiro fluido (L1) é introduzido em uma primeira via de fluxo de entrada (In_P1). Neste momento, o primeiro fluido (L1) inclui uma pluralidade de partículas com diferentes tamanhos a serem separadas pelo tamanho das partículas. Ou seja, o primeiro fluido (L1) contendo uma pluralidade de partículas é introduzido através da primeira via de fluxo de entrada (In_P1).
[00102] Enquanto isso, o segundo fluido (L2) não contendo partículas é introduzido na segunda via de fluxo de entrada (In_P2). Ao contrário do primeiro fluido (L1) descrito acima, o segundo fluido (L2) consiste apenas em líquido.
[00103] Ou seja, de acordo com o presente exemplo, o primeiro fluido (L1) contendo partículas e o segundo fluido (L2) não contendo partículas são injetados em diferentes vias de fluxo de entrada (In_P1) e (In_P2). Neste momento, o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) podem ser introduzidos simultaneamente.
[00104] Neste momento, a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) formam um certo ângulo entre si e são combinados com a entrada do canal de conexão (CP). A primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) são dispostas em paralelo uma da outra e não são combinadas a uma extremidade do canal de conexão (CP). Ou seja, a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) é inclinada em um ângulo predeterminado em relação à primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e é combinada à via de fluxo de conexão (CP).
[00105] Por exemplo, como mostrado na Figura 1, a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) está disposta em paralelo à conexão de via de fluxo (CP), e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) pode ser disposta em um determinado ângulo em relação à primeira via de fluxo de entrada (In_P2).
[00106] Por outro lado, de acordo com o presente exemplo, as taxas de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2) fluindo para a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e para a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) são diferentes umas das outras. Particularmente, quando a taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2) é de 0,1:99,9 a 50:50, a pluralidade de partículas saindo pela via de fluxo de conexão (CP) pode ser facilmente separada e descarregada. Mais preferencialmente, quando a razão de taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) e do segundo fluido (L2) é de 5:95, a pluralidade de partículas pode ser facilmente separada pelo tamanho das partículas através da pluralidade de vias de fluxo de descarga.
[00107] Em seguida, após o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) serem introduzidos, respectivamente, o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) fluem para a via de fluxo de conexão (CP) após passar pela primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e pela segunda via de fluxo de entrada (In_P2).
[00108] Referindo-se à Figura 2, quando a primeira via de fluxo de entrada (In_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (In_P2) formam um certo ângulo em uma relação à outra, uma pluralidade de partículas contidas no primeiro fluido (L1) pode ser movida juntamente com a primeira superfície lateral (W1) da via de fluxo de conexão (CP). Aqui, a primeira superfície lateral (W1) representa um lado da via de fluxo de conexão (CP) conectado à primeira via de fluxo de entrada (In_P1).
[00109] Por exemplo, assume-se que o primeiro fluido (L1) inclui uma pluralidade de partículas (A, B, C e D) com tamanhos diferentes. O primeiro fluido (L1) que passou através da primeira passagem de conexão (In_P1) desliza na primeira superfície lateral (W1) da passagem de conexão (CP) pelo segundo fluido (L2) e se move junto com a passagem de conexão (CP).
[00110] Em um ponto em que o primeiro canal de entrada (In_P1) e o segundo canal de entrada (In_P2) se encontram, a pluralidade de partículas (A, B, C, D) do primeiro fluido (L1) se move em direção à primeira superfície lateral (W1) da via de conexão (CP) pelo segundo fluido (L2) da segunda via de fluxo de entrada (In_P2). Isto ocorre porque o segundo fluido (L2) introduzido na via de fluxo de conexão (CP) está inclinado com um certo ângulo em relação ao primeiro fluido (L1). Ou seja, a pluralidade de partículas (A, B, C e D) que fluem na via de fluxo de conexão (CP) são movidas enquanto deslizam na primeira superfície lateral (W1) da via de fluxo de conexão (CP) pelo segundo fluido (L2).
[00111] Como descrito acima, a primeira superfície lateral (W1) da via de fluxo de conexão (CP) está disposta para ser inclinada em um primeiro ângulo (θ1) em relação ao substrato (Su), tal como mostrado na Figura 3. Neste momento, a primeira superfície lateral (W1) é inclinada em direção à segunda superfície lateral (W2) voltada para a primeira superfície lateral (W1). Aqui, a segunda superfície lateral (W2) representa um lado da via de fluxo de conexão (CP) conectado à segunda via de fluxo de entrada (In_P2).
[00112] Além disso, a segunda superfície lateral (W2) pode ser disposta para ser inclinada em um primeiro ângulo (θ2) em relação ao substrato (Su). No entanto, a presente invenção não está limitada a isso, e a segunda superfície lateral (W2) pode ser disposta perpendicularmente ao substrato (Su), como mostrado na primeira modificação de Figura 3. Isso ocorre porque a pluralidade de partículas (A, B, C e D) se move junto com a primeira superfície lateral (W1) pelo segundo fluido (L2) e não se move junto com a segunda superfície lateral (W2).
[00113] Neste momento, o primeiro ângulo (θ1) e o segundo ângulo (θ2) pode ser inferior a 90°. De preferência, o primeiro ângulo (θ1) e o segundo ângulo (θ2) pode ser entre 35° a 55°. Quando a primeira superfície lateral (W1) está inclinada no primeiro ângulo (θ1), as partículas contidas no primeiro fluido (W1) podem estar espaçadas da primeira superfície lateral (W1) na ordem do tamanho das partículas.
[00114] Mais especificamente, a pluralidade de partículas (A, B, C e D) é espaçada da primeira superfície lateral (W1) na ordem de tamanho de partícula. Por exemplo, as partículas (A), as partículas (B), as partículas (C) e as partículas (D), na ordem de maior para menor tamanho de partícula, estão espaçadas da primeira superfície lateral (W1). Por conveniência, assume-se que as partículas (A, B, C e D) são esféricas e o tamanho das partículas é determinado pelo diâmetro das partículas (A, B, C e D). Como resultado, as partículas (A), as partículas (B), as partículas (C) e as partículas (D) na ordem de maior para menor tamanho de partícula estão afastadas da primeira superfície lateral (W1).
[00115] De acordo com o presente exemplo, uma vez que a primeira superfície lateral (W1) é inclinada em direção a segunda superfície lateral (W2), é possível aumentar a distância entre as partículas (A, B, C e D), em comparação com o caso em que a primeira superfície lateral (W1) não esteja inclinada e esteja disposta perpendicularmente ao substrato (Su). Aqui, a distância entre as partículas (A, B, C e D) significa a distância entre os centros das partículas (A, B, C e D).
[00116] Em seguida, as partículas (A, B, C e D) que passam através da via de fluxo de conexão (CP) podem ser separadas umas das outras de acordo com o tamanho da partícula e podem ser introduzidas na pluralidade de vias de fluxo de descarga (EX1 a EX9). Neste momento, uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) é disposta na outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP). A pluralidade da via de fluxo de descarga (Ex) pode separar e descarregar uma pluralidade de partículas descarregadas através da via de fluxo de conexão (CP) de acordo com o tamanho das partículas.
[00117] Como descrito acima, uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6, Ex 7, Ex 8 e Ex 9) pode ser formada na outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP). Embora seja descrito que nove vias de fluxo de descarga estão dispostas na Figura 1, o número de vias de fluxo de descarga não está limitado aos mesmos e pode ser inferior a nove ou superior. De acordo com este exemplo, ele pode ser separado e descarregado, respectivamente, por uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6, Ex 7, Ex 8 e Ex 9) de acordo com o tamanho das partículas.
[00118] De acordo com o presente exemplo, pelo menos uma porção do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de conexão (CP) é passado através da via de fluxo de ramificação (DP). A via de fluxo de ramificação (DP) está localizada na porção de saída da via de fluxo de conexão (CP) e é disposto adjacente à pluralidade da via de fluxo de descarga (Ex).
[00119] A via de fluxo de ramificação (DP) descarrega a porção do terceiro fluido (L3) para o exterior de modo a que uma pluralidade de partículas seja separada e descarregada em uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) correspondentes a cada tamanho de partícula. Quando a via de fluxo de ramificação (DP) descarrega a porção do terceiro fluido (L3) para o exterior, a distância entre as vias em que as partículas acima mencionadas se movem pode ser aumentada. Como resultado, partículas de diferentes tamanhos podem ser facilmente separadas por tamanho de partícula.
[00120] De acordo com o presente exemplo, a taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP) pode ser ajustada. Controlando a taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP), é possível separar e descarregar mais facilmente a pluralidade de partículas descarregadas através da via de fluxo de conexão (CP) de acordo com o tamanho das partículas.
[00121] A taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo da ramificação (DP) pode ser ajustado. Controlando a taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP), é possível separar e descarregar mais facilmente a pluralidade de partículas descarregadas através da via de fluxo de conexão (CP) de acordo com o tamanho das partículas.
[00122] Por exemplo, quando a taxa de fluxo descarregada para a via de fluxo da ramificação (DP) é 0% da via de fluxo de conexão (CP), ou seja, quando não há vazão saindo pela via de fluxo da ramificação (DP), o terceiro fluido é descarregado ao longo de uma via de fluxo de descarga (Ex). Por outro lado, quando a razão (%) da taxa de fluxo descarregada para a via de fluxo da ramificação (DP) é aumentada, pode-se ver que o número das vias do fluxo de descarga (Ex), que é a via através da qual o terceiro fluido é descarregado, aumenta. Particularmente, quando a taxa de fluxo descarregado para a via de fluxo de ramificação (DP) é 70% a 95% da via de fluxo de conexão (CP), o número dos vias do fluxo de descarga (Ex), que é a via através da qual o terceiro fluido é descarregada, torna-se o máximo. No dispositivo de separação de partículas e no método de separação de partículas de acordo com o exemplo da presente invenção, a via de fluxo de ramificação (DP) para descarregar uma parte do fluido que flui através da via de fluxo de conexão (CP) é disposto no lado de saída da via de fluxo de conexão (CP), e a pluralidade de partículas descarregadas através da via de fluxo de conexão (CP) pode ser facilmente separada pelo tamanho de partícula.
[00123] De acordo com o aparelho de separação de partículas e o método de separação de partículas do presente exemplo, as micropartículas e as nanopartículas podem ser separadas umas das outras e as nanopartículas com tamanhos diferentes podem ser separadas umas das outras.
[00124] Além disso, o presente exemplo pode ser aplicado a um sistema de separação de precisão exossômica não destrutiva de alta eficiência, um chip de análise de sangue, um arranjo de DNA, um microssensor ou um sistema de separação de precisão.
[00125] Além disso, o presente exemplo pode ser aplicado a um sistema de separação de precisão exossômica não destrutiva de alta eficiência, um chip de análise de sangue, um arranjo de DNA, um microssensor ou um sistema de separação de precisão.
[00126] Tal como descrito acima, enquanto que a presente invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referência aos exemplos e figuras exemplificativas, a presente invenção não está limitada a eles. Será entendido pelos técnicos no assunto que várias modificações e alterações são possíveis na ideia técnica da presente invenção e dentro do escopo de equivalentes das reivindicações descritas abaixo.

Claims (20)

1. APARELHO DE SEPARAÇÃO DE PARTÍCULAS, o aparelho que compreende: - uma primeira via de fluxo de entrada (ln_P1) através da qual um primeiro fluido (L1) contendo uma pluralidade de partículas (A, B, C, D) de diferentes tamanhos é introduzido; - uma segunda via de fluxo de entrada (ln_P2) através da qual um segundo fluido (L2) sem partículas é introduzido; - uma via de fluxo de conexão (CP) através da qual um terceiro fluido (L3) se move, em que uma extremidade da via de fluxo de conexão (CP) está conectada à primeira via de fluxo de entrada (ln_P1) e à segunda via de fluxo de entrada (ln_P2) de modo que o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) são misturados para formar o terceiro fluido (L3); - uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) através das quais a pluralidade de partículas (A, B, C, D) que saem da outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP) são separadas e descarregadas de acordo com o tamanho da partícula; e - uma via de fluxo de ramificação (DP) através da qual uma porção do terceiro fluido (L3) que sai da outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP) é descarregada externamente, caracterizado por: as partículas (A, B, C, D) compreenderem nanopartículas, em que uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) é espaçada uma da outra em uma direção cruzando a direção de fluxo do terceiro fluido (L3) na outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP), em que a via de fluxo de ramificação (DP) é disposta em uma direção cruzando a direção de fluxo do terceiro fluido (L3) na outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP) e está configurada para ajustar a taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) que é descarregado externamente através da via de fluxo de ramificação (DP) de modo a fim de aumentar a distância entre vias (P1, P2, P3, P4) nas quais cada uma da pluralidade de partículas (A, B, C, D) que saem da outra extremidade da via de fluxo de conexão (CP) se move, em que a via de fluxo de conexão (CP) compreende um substrato (Su); uma primeira superfície lateral (W1) que é formada no substrato (Su) e está conectada à primeira via de fluxo de entrada (ln_P1); e uma segunda superfície lateral (W2) que está voltada para a primeira superfície lateral (W1) no substrato (Su) e está conectada à segunda via de fluxo de entrada (ln_P2), em que a primeira superfície lateral (W1) é inclinada em direção à segunda superfície lateral (W2) em relação ao substrato (Su) em um ângulo (θ1) formado entre a primeira superfície lateral (W1) e o substrato (Su) que está entre 35° e 55°.
2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de partículas (A, B, C, D) se deslocarem de um modo deslizante para a primeira superfície lateral (W1).
3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira superfície lateral (W1) estar em uma forma de plano achatado.
4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira superfície lateral (W1) estar em forma de escada.
5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela segunda superfície lateral (W2) ser inclinada em direção à primeira superfície lateral (W1) em relação ao substrato (Su).
6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo ângulo (θ2) entre a segunda superfície lateral (W2) e o substrato (Su) ser inferior a 90 graus.
7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos intervalos entre um par de vias de fluxo de descarga adjacentes, entre a pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex), serem iguais entre si.
8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira via de fluxo de entrada (ln_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (ln_P2) serem configuradas para introduzir o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2), respectivamente, em uma razão de taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) para o segundo fluido (L2) que está em uma faixa de 0,1:99,9 a 50:50.
9. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP) ser ajustável.
10. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela via de fluxo de ramificação (DP) ser configurada para descarregar o terceiro fluido (L3) a uma taxa de fluxo que está em uma faixa de 70% a 95% do terceiro fluido (l3) saindo da via de fluxo de conexão (CP).
11. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela segunda via de fluxo de entrada (ln_P2) ser inclinada em um ângulo pré-determinado em relação à primeira via de fluxo de entrada (ln_P1).
12. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de partículas (A, B, C, D) serem organelas.
13. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de partículas (A, B, C, D) serem pontos quânticos.
14. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro e segundo fluidos (L1, L2) compreenderem qualquer um dos solventes orgânicos selecionados a partir do grupo que consiste em polieteramina, hexano e tolueno; água destilada; solução aquosa contendo tween 20; solução salina; meio de cultura; e tampão fosfato salino, respectivamente.
15. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo aparelho ser aplicado a qualquer um dentre um chip de análise de sangue, um arranjo de DNA e um microsensor.
16. MÉTODO PARA SEPARAR PARTÍCULAS, o método compreendendo: - introduzir um primeiro fluido (L1) contendo uma pluralidade de partículas (A, B, C, D) com diferentes tamanhos de partícula em uma primeira via de fluxo de entrada (ln_P1); - introduzir um segundo fluido (L2) sem partículas em uma segunda via de fluxo de entrada (ln_P2); - passar o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) através de uma via de fluxo de conexão (CP) que está conectado a porções de saída da primeira via de fluxo de entrada (ln_P1) e à segunda via de fluxo de entrada (ln_P2); - separar a pluralidade de partículas (A, B, C, D), que passaram através da via de fluxo de conexão (CP), através de cada uma de uma pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) de acordo com um tamanho de partícula; e - descarregar externamente uma porção de um terceiro fluido (L3) através de uma via de fluxo de ramificação (DP) localizado na porção de saída da via de fluxo de conexão (CP), em que o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2), que passaram através da via de fluxo de conexão (CP), são misturados para formar o terceiro fluido (L3), caracterizado por: as partículas compreenderem nanopartículas, em que a pluralidade de vias de fluxo de descarga (Ex) é espaçada uma da outra em uma direção cruzando a direção do fluxo da via de fluxo de conexão (CP), em que a via de fluxo de ramificação (DP) é disposta em uma direção cruzando a direção do fluxo da via de fluxo de conexão (CP), em que a etapa de passar o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2) através da via de fluxo de conexão (CP) compreende o espaçamento da pluralidade de partículas (A, B, C, D) das superfícies laterais (W1, W2) da via de fluxo de conexão (CP) na ordem de um tamanho de partícula por um ângulo (θ1, θ2) formado nas superfícies laterais (W1, W2) da via de fluxo de conexão (CP), em que a etapa de descarregar externamente uma porção de um terceiro fluido (L3) através da via de fluxo de ramificação (DP) compreende ajustar uma taxa de fluxo do terceiro fluido (L3) descarregado através da via de fluxo de ramificação (DP) que está entre 70% a 95% do terceiro fluido (L3) saindo da via de fluxo de conexão (CP).
17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela via de fluxo de conexão (CP) compreender: - um substrato (Su); - uma primeira superfície lateral (W1) que é formada no substrato (Su) e está conectada à primeira via de fluxo de entrada (ln_P1); e - uma segunda superfície lateral (W2) que fica em frente da primeira superfície lateral (W1) no substrato (Su) e está conectada à segunda via de fluxo de entrada (ln_P2).
18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela primeira superfície lateral (W1) ser inclinada em direção à segunda superfície lateral (W2) em relação ao substrato (Su).
19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo ângulo (θ1) formado entre a primeira superfície lateral (W1) e o substrato (Su) ser inferior a 90 graus.
20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela primeira via de fluxo de entrada (ln_P1) e a segunda via de fluxo de entrada (ln_P2) serem configuradas para introduzir o primeiro fluido (L1) e o segundo fluido (L2), respectivamente, em uma razão de taxa de fluxo do primeiro fluido (L1) para o segundo fluido (L2) que está entre 0,1:99,9 a 50:50.
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