CN114308156B - 一种超声移液装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种超声移液装置，包括移液模块和控制模块；移液模块包括超声激励组件、超声换能器、耦合装置、透镜和载液装置，超声激励组件用于激励所述超声换能器发出超声波，透镜设置在超声换能器和载液装置之间，透镜用于改变超声波波前的相位分布以使超声波多焦点聚焦以并行处理多个样品，耦合装置内的耦合介质接触载液装置；控制模块用于调制超声激励组件的激励参数，超声激励组件激励超声换能器发出超声波。本发明提供的超声移液装置能够对声源相位分布进行调控，且超声移液装置的焦点对位精度高。采用本发明所提供的超声移液装置实现的超声移液方法能够并行处理多个样品，达到高通量的目的，且能够提高移液液滴尺寸稳定性。

Description

一种超声移液装置及方法

技术领域

本发明涉及超声移液技术领域，尤其涉及一种超声移液装置及方法。

背景技术

移液是生物、化学实验室最为普遍的操作任务之一。选择正确的移液器是精准完成实验的关键一步。目前业内最广泛的方法是采用移液枪进行操作，然而其测量的准确度因种类不同而差别巨大。同时因为移液枪为接触式移液方法，有可能会产生巨大的假阴性结果。并且梯度稀释时误差会累积，一些样品在使用梯度稀释时，显示了多达三次方的生物活性的损失。此外，由于移液头是一次性耗材，为避免交叉感染，每一次使用后都需要特殊处理或者更换，因此会需要大量的耗材来支撑实验，大规模使用时费用较为昂贵。因此，非接触式的微量移液技术是生物学领域内特别重要的一项关键技术。

超声波声场中的物体接受到声波(机械波)动量而产生受到力的作用，在声学中被定义为声辐射力(Acoustic Radiation Force)。超声辐射力主要决定于受力物体周围的声场压力梯度。由于超声波具有非接触的作用优势，在微量移液领域有着独特优势和巨大的应用潜力。

精准的微量液体移动与处理的装置与方法，已被广泛地应用于生物制药、生物技术、合成生物实验等多个领域。在目前已有的移液技术解决方案当中，超声移液因其能够实现非接触的移液操作，可以有效地避免接触样品可能造成的假阴性结果，同时具有安全、可靠、高精度、数据重复性好等优势，具有广阔的应用前景。

当前超声移液技术主要是基于聚焦超声换能器实现，该方法通过换能器产生声波，声波在液体表面聚焦形成焦点，在焦点处能够产生足够的声辐射力来克服液体的表面张力，并溅射出液滴，从而实现移液的操作。该方法能够实现高精度的移液操作，但一次仅能产生一滴液体，需要靠多次重复移液操作才能实现大量液滴操作，限制了超声移液的效率。如需同时处理多个样品则需要使用多个聚焦换能器，大大地提高了设备的硬件成本。现有的超声移液技术在实际应用中存在着很大的局限性。

现有技术中也有提出实现大规模超声移液的技术方案，此类方法，通过计算机产生PWM(Pulse Width Modulation)信号，来控制激活阵列中的不同的阵元组合，从而使得所发射的声波能够产生多个焦点，使得移液系统能够同时处理多个样品，但此类方案的实现需要构建复杂的驱动电路模块，若其中一个单元损坏，也会影响系统性能，极大的增加了设备技术成本和维护费用。同时，PWM信号的传输干扰，会对实验结果造成极大影响。

综上所述，现有的超声移液技术大多仅能对单个样品进行操作，若要进行大量液滴操作需要多次重复移液操作或使用多个硬件设备进行操作，在实际应用中存在着很大的局限性。现有技术中也有提出实现大规模超声移液的技术方案，但此类方案的实现需要构造复杂的移液系统设备技术成本和维护费用高，且需要花费大量的时间和精力进行维护，难以应用于日常的实验中。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种超声移液装置及方法。

具体地，所述超声移液装置包括移液模块和控制模块；

所述移液模块包括超声激励组件、超声换能器、耦合装置、透镜和载液装置，所述超声激励组件用于激励所述超声换能器发出超声波，所述载液装置设置在所述超声换能器的上方，所述耦合装置环绕包围所述超声换能器，所述耦合装置内填充有耦合介质，所述耦合介质接触所述载液装置，所述控制模块用于调制所述超声激励组件的激励参数，所述超声激励组件以所述激励参数激励所述超声换能器；

所述透镜设置在所述超声换能器和所述载液装置之间，所述透镜具有多种厚度单元，用于所述超声波经过所述透镜时通多种所述厚度单元改变相位分布以形成多个焦点，多个所述焦点用于并行移液多个液滴。

所述超声波聚焦形成的焦点的最小尺寸为一个波长的尺寸。相比传统的聚焦方式所形成的焦点尺寸，本实施例的聚焦方式能够形成更小尺寸的焦点，实现更高精度的移液操作。

超声激励组件能够用于执行多种模式，包括：

测距模式：所述超声激励组件激励所述超声换能器发出脉冲超声波并接收脉冲回波，根据所述透镜的参数通过相位补偿对所述脉冲回波进行修正，修正后的所述脉冲回波所反馈的信息用于分析所述超声换能器与所述载液装置的液面的距离；

或，移液模式：所述超声激励组件激励所述超声换能器发出超声波产生预设的超声声场，所述超声波的焦点对准所述载液装置的液面。

所述控制模块调整所述超声激励组件的激励参数包括调整所述超声激励组件的激励频率，用于调节所述超声波聚焦形成的焦点的位置以使所述焦点对准所述载液装置的液面。在超声换能器或载液装置位移传动过程中若造成微小误差，可以通过调节超声激励组件的激励频率的方式加以补偿，或者通过扫频的方式对焦距进行调节以替代部分调节超声换能器与载液装置之间的相对位置关系的机械移动操作。

在一些实施例中，所述移液模块包括多个超声换能器和多个透镜，所述超声换能器与所述透镜的数量相同，一个所述超声换能器嵌合一个对应的所述透镜；

多个所述超声换能器以相同频率工作，或，多个所述超声换能器以多个频率协同工作。

优选地，所述耦合装置包括蠕动泵、移液腔和冷却腔，所述蠕动泵连接所述移液腔和所述冷却腔，所述蠕动泵用于驱动所述耦合介质在所述移液腔和所述冷却腔之间循环流动，所述移液腔内的所述耦合介质接触所述载液装置的底部。

所述耦合介质为可流动性超声耦合剂，所述可流动性超声耦合剂包括水和油。

本发明还提供了一种超声移液方法，采用上述超声移液装置进行超声移液，所述超声移液方法包括：

超声换能器发出脉冲声波并接收脉冲回波，根据透镜的相位信息对所述脉冲回波进行修正，通过修正后的脉冲回波所反馈的信息分析所述超声换能器与所述载液装置的液面的距离；

根据所述超声换能器的焦点与所述载液装置的液面之间的位置关系移动所述超声换能器或移动所述载液装置，和/或，根据所述位置关系调节所述超声激励组件的激励频率，使所述超声换能器的焦点对准所述载液装置的液面；

控制所述超声激励组件发出激励信号激励所述超声换能器发出超声波。

所述“根据所述位置关系调节所述超声激励组件的激励频率”包括：

获取所述超声换能器的焦点与所述载液装置的液面的位置关系；

根据所述位置关系计算所述超声激励组件的调节信号；

通过所述调节信号调节所述超声激励组件的激励频率，使所述超声换能器的焦点对准所述载液装置的液面，提高对位精度。

所述“根据透镜的相位信息对所述脉冲回波进行修正”包括：

获取所述脉冲回波；

通过所述透镜的多种厚度单元的参数和位置生成相位补偿信号；

通过所述相位补偿信号对所述脉冲回波进行修正。

综上所述，本发明的超声移液装置及方法具有以下有益效果：超声移液装置能够对声源相位分布进行调控，实现多点聚焦，且超声移液装置的焦点对位精度高，相对于传统的聚焦方式能够形成更小的焦点尺寸。采用本发明所提供的超声移液装置实现的超声移液方法能够并行处理多个样品，达到高通量的目的，且能够提高移液液滴尺寸的稳定性。

此外，本发明的超声移液装置的部分结构取材方便且价廉，制作简单，大大的降低了设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的超声移液装置的结构示意图；

图2为本发明的超声移液装置的透镜的结构示意图；

图3为根据接收的脉冲回波分析得到超声换能器与载液装置的液面的距离的流程图；

图4(a)为预设聚集位置的示意图；

图4(b)为声源平面相位的结构示意图；

图4(c)为超声波达到预设焦距时的声场分布示意图；

图5(a)为激励频率为0.8MHz时焦点位置的示意图；

图5(b)为激励频率为1MHz时焦点位置的示意图；

图5(c)为激励频率为1.2MHz时焦点位置的示意图。

附图标记：

1-超声激励组件；2-超声换能器；3-透镜；31-透镜单元；4-耦合装置；5-第一载液单元；6-第二载液单元；7-载液装置位移单元；8-换能器位移单元；9-控制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见说明书附图1，本实施例提供的一种超声移液装置，包括移液模块和控制模块，移液模块用于进行移液操作，控制模块用于控制移液模块执行移液操作。

移液模块包括超声激励组件1、超声换能器2、透镜3、耦合装置4和载液装置，超声激励组件1用于发出激励信号以激励超声换能器2发出超声波，载液装置设置在超声换能器2的上方，通过超声换能器2发出的超声波产生的声辐射力克服液体的表面张力并溅射出液滴。其中，载液装置包括第一载液单元5和第二载液单元6，第一载液单元5设置在第二载液单元6下方，超声换能器2向第一载液单元5发出超声波使第一载液单元5中的液体溅射出液滴，第二载液单元6接收从第一载液单元5中溅射出的液滴从而完成移液。

透镜3设置在超声换能器2和载液装置之间，透镜3用于改变超声波波前的相位分布以使超声波多焦点聚焦。参见说明书附图2，透镜3具有多个透镜单元31，多个透镜单元31的厚度分布不同，形成了多种厚度单元。由于透镜3的多个透镜单元31形成了多种厚度单元，当超声波经过透镜3时，通过多种厚度单元改变相位分布，从而达到声场调控的效果，能够使超声波形成多个焦点，多个焦点用于并行移液多个液滴。控制超声波在第一载液单元5的液面上的预设位置形成的多个焦点能够同时使第一载液单元5的液面上形成多个液滴转移到第二载液单元6。在一些实施例中，第一载液单元5和第二载液单元6均为多孔板。

透镜3的形状可以有多种，包括但不限于圆形、方形、椭圆等。透镜3也可以是不同材质的，制作透镜3的材料包括但不限于树脂、硅橡胶等。透镜3的制作工艺也可以有多种，包括但不限于激光刻蚀、3D打印、灌注成型等。

在本实施例中，透镜3为全息透镜。本发明的全息透镜结构精度高，其精度能够达到微米、甚至亚微米级别。本实施例中通过全息透镜进行聚焦，焦点可以根据用户需求设计，当透镜精度＜＜波长时，焦点最小尺寸能够接近一个波长的尺寸，相比传统的聚焦方式所形成的焦点尺寸为1.0λ×f-number，其中f-number为焦距(L)与有效孔径(D)的比值即

本实施例的聚焦方式能够形成更小尺寸的焦点，实现更高精度的移液操作。此外，透镜3取材方便且价廉，制作简单直接。本发明的超声移液装置的超声移液装置不仅能够实现高精度、高通量的非接触超声移液，并且大大的降低了设备成本。

本实施例中所述的超声换能器2的结构包括匹配层、背衬层、压电层和保护层。超声换能器2的焦点级别在毫米以下。超声换能器2的类型包括但不限于：电容式微机械超声换能器2(cMUT),压电式微机械超声换能器2(pMUT)，压电换能器等。在本实施例中换能器为高频带宽的平面换能器，能够保证换能器在较大的频率范围内均能输出较高的声功率。

在本实施例中，超声换能器2与透镜3嵌合，通过透镜3的厚度分布调控声场，能够按照使用需要调控声场，从而可以根据实际使用需求设计移液方案。超声换能器2与透镜3的组合可以是单个超声换能器2与透镜3嵌合工作，也可以是多个超声换能器2与不同的透镜3嵌合协同工作。具体可以是超声换能器2与透镜3的数量相同，一个超声换能器2与一个对应的透镜3嵌合。多个超声换能器2可以是单一频率工作，具体为多个超声换能器2的工作频率相同。多个超声换能器2可以是以多个频率协同工作，例如部分超声换能器2以第一频率工作，部分超声换能器2以第二频率工作，具体地，多个超声换能器2可以是以两种以上频率协同工作；也可以是每个超声换能器2的频率都不同。

耦合装置4环绕包围超声换能器2，耦合装置4内填充有耦合介质，耦合介质用于与载液装置接触耦合。具体地，耦合介质接触载液装置底部。

在本实施例中，耦合介质为可流动性超声耦合剂，如水、油及类似的可流动性超声耦合剂。

耦合装置4还可以用于增加超声换能器2的散热。具体地，耦合装置4包括蠕动泵、移液腔和冷却腔，蠕动泵连接移液腔和冷却腔，其中，耦合腔内的耦合介质接触载液装置的底部，蠕动泵用于驱动耦合介质在移液腔和冷却腔之间循环流动。通过控制蠕动泵的功率能够调节耦合介质的流速，通过控制耦合介质的流速控制散热速度。

控制模块用于调制超声激励组件1的激励参数，超声激励组件1以控制模块调制的激励参数激励超声换能器2。控制模块包括控制单元9，控制系统用于输出调制信息。能够进行调制的激励参数包括超声频率、超声能量、超声脉冲长度、超声脉冲重复频率等。

超声激励组件1包括超声信号发生器和功率放大器。基于控制模块对超声激励组件1的激励参数的调整，超声激励组件1可用于执行不同的模式。在本实施例中，超声激励组件1执行的模式包括测距模式和移液模式，测距模式用于测量超声换能器2与载液装置的液面的距离，移液模式用于驱动超声换能器2产生特定的超声声场以将液滴从液面喷出。

在测距模式下，超声激励组件1激励超声换能器2发出脉冲声波并接收脉冲回波，根据接收的脉冲回波分析超声换能器2与载液装置的液面的距离。控制单元9根据分析得到的超声换能器2与载液装置的液面的距离调节超声换能器2与载液装置之间的相对位置，使超声换能器2的焦点对准载液装置的液面。

具体为：超声激励组件1检测脉冲回波，根据介质的声速和激励信号与脉冲回波之间的时间差确定超声换能器2到液面之间的距离，根据分析得到的距离是否与超声换能器2的焦距相等判断超声换能器2的焦点是否对准液面。在本发明中，介质的声速为超声波在透镜3中的声速和在空气中的声速。

与现有技术相比，本实施例中的超声移液装置由于使用了厚度不均匀厚度的透镜3，声波传播的介质变得复杂，在实现更高精度的聚焦的同时也使得超声波在传播过程中的声程发生改变，使得所接收的脉冲回波需要进行修正。具体地，参见说明书附图3，根据已知的透镜3的参数，通过相位补偿对脉冲回波进行修正，从而得到所需的回波信息。根据修正后的脉冲回波所反馈的信息分析得到超声换能器2和载液装置的液面的距离，超声激励组件1在一定频率范围内发射超声激励信号以激励超声换能器2发出超声波，当不同波长的超声波作用于同一透镜3时，所形成焦点的焦距发生变化，根据回波信号所反馈的信息在一定的频率范围内调节激励频率可以使得焦点落在载液装置的液面处。激励频率与焦距呈正相关关系，即在同一超声移液装置下，激励频率越大，焦点距超声换能器2的距离越远。

在移液模式下，超声激励组件1激励超声换能器2发出超声波产生预设的超声声场，从而将液滴从载液装置的液面喷出。预设的超声声场即为可以将液滴从液面喷出的特定的超声声场，包括但不限于聚焦声场、准直声场、涡旋声场。

在一些实施例中，透镜3可以根据使用需求进行设计，从而可以实现不同样品的并行处理。

进一步，超声移液装置还包括位移模块，位移模块用于对超声换能器2和/或载液装置进行位移控制。优选地，位移模块包括换能器位移单元8和载液装置位移单元7，位移单元能够带动超声换能器2和载液装置在超声移液装置工作区域内实现任意位置移动。换能器位移单元8连接超声换能器2，超声位移单元用于带动超声换能器2移动。载液装置位移单元7连接载液装置，载液装置位移单元7用于带动载液装置移动。

进一步，位移模块连接控制模块，能够通过控制模块控制位移模块的移动方向和移动距离，使超声换能器2和载液装置的移动位置更加精确，使超声换能器2发出的超声波能够准确聚焦在载液装置的液面处。

在一些实施例中，为了避免超声换能器2或载液装置在位移传动过程中造成的微小误差，可以通过超声激励组件1在小频率范围内进行扫频的方式加以补偿，使焦距适应液面高度，进而完成移液操作。即在超声换能器2或载液装置位移传动过程中若造成微小误差，可以通过调节超声激励组件1的激励频率以调节焦距，使焦距适应液面高度，从而使焦点准确落在载液装置的液面处。

在一些实施例中，可以通过扫频的方式对焦距进行调节以替代部分调节超声换能器与载液装置之间的相对位置关系的机械移动操作。例如，当进行一定次数的移液操作之后，载液装置的液面降低使得焦点无法准确落在液面处，此时可以通过对超声激励组件1的激励频率进行调节以实现对焦距进行调节，使焦距适应液面高度的变化，从而在不进行机械移动操作的情况下使焦点准确落在载液装置的液面处。

实施例2

本实施例提供了一种超声移液方法，采用实施例1所述的超声移液装置进行超声移液。该超声移液方法包括：

超声换能器2发出脉冲超声波并接收脉冲回波，根据透镜3的相位信息对脉冲回波进行修正，通过修正后的脉冲回波所反馈的信息分析超声换能器2与载液装置的液面的距离；

根据超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的位置关系，移动超声换能器2或移动载液装置，和/或，根据超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的位置关系调节超声激励组件的激励频率，使超声换能器2的焦点对准载液装置的液面；

控制超声激励组件1发出激励信号激励超声换能器2发出超声波。

具体地，分析得到超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的位置关系后，判断超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的距离远近。在本实施例中，通过设置一预设阈值进行判断。

若超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的距离大于等于预设阈值，则超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的距离远，通过移动超声换能器2或载液装置以使焦点对准液面。移动超声换能器2或载液装置后，判断超声换能器2的焦点是否准确对准载液装置的液面，如果判断结果为是，则实现时超声换能器2的焦点对准载液装置的液面；如果判断结果为否，则执行调节超声激励组件1的激励频率的操作以使超声换能器2的焦点对准载液装置的液面。

若超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的距离小于预设阈值，则超声换能器2的焦点与载液装置的液面之间的距离近，通过调节超声激励组件1的激励频率以使超声换能器2的焦点对准载液装置的液面。

其中，根据透镜3的相位信息对脉冲回波进行修正包括：

获取脉冲回波；

通过透镜的多种厚度单元的参数和位置信息生成相位补偿信号；

通过相位补偿信号对脉冲回波进行修正。

得出超声换能器2与载液装置的液面的距离后，根据该距离确定超声激励组件1向超声换能器2进行激励的激励频率。

通过修正后的脉冲回波所反馈的信息分析超声换能器2与载液装置的液面之间的位置关系包括：

根据介质的声速和激励信号与脉冲回波之间的时间差确定超声换能器2与液面的距离；

比较超声换能器2与液面的距离和超声换能器2的焦距；

得到超声换能器2的焦点与液面的位置关系。

其中，若超声换能器2与液面的距离大于超声换能器2的焦距，则超声换能器2的焦点位置低于液面；若超声换能器2与液面的距离等于超声换能器2的焦距，则超声换能器2的焦点对准液面；若超声换能器2与液面的距离小于超声换能器2的焦距，则超声换能器2的焦点高于液面。

根据超声换能器的焦点与载液装置的液面之间的位置关系调节超声激励组件的激励频率包括：

获取超声换能器2的焦点与载液装置的液面的位置关系；

根据超声换能器2的焦点与载液装置的液面的位置关系计算超声激励组件1的调节信号；

通过调节信号调节超声激励组件的激励频率，使超声换能器的焦点对准载液装置的液面。

其中，激励频率与焦距呈正相关关系，即在同一超声移液装置下，激励频率越大，超声换能器2的焦距越大。

焦点对准载液装置的液面后再控制超声激励组件执行移液模式，使超声激励组件1激励超声换能器2发出超声波，从而将液滴从载液装置的液面喷出。

在本实施例中，生成相位补偿信号和计算超声激励组件1的调节信号都在超声移液装置的控制模块中进行。

采用本发明的超声移液装置进行超声移液的方法已经过实验证明可行，实验过程如图4(a)-图4(c)所示。根据如图4(a)所示的预设聚焦位置计算得到如图4(b)所示的声源平面的相位分布结构，该相位分布与透镜3的厚度分布相对应。因此，可以据此设计全息透镜3。当超声波经过透镜3时，超声波波前的相位分布发生改变，使得超声波达到预设焦距时的声场分布如图4(c)所示，得到结果与预设的情况一致。证实通过透镜3可以实现按需调控声场，使超声波在预设位置聚焦，并在焦点处产生足够的声辐射力以克服液体的表面张力，使液滴溅射并转移。

参见图5(a)-图5(c)，当声源平面相位分布(即透镜3厚度分布)不变时，在小范围内改变激励频率，能够使焦点在焦距附近偏移，具体偏移规律为：激励频率越大，焦点距超声换能器2的距离越远。基于此可以通过调频的方式，实现机械系统定位误差的补偿，使焦点位置准确定位在移液样品的液面处。

在本实施例中，执行超声移液方法时超声换能器2发出的超声波形成的声场为聚焦声场，根据应用需要也可以设计成其他类型的声场，如涡旋声场、准直声场等。上述类型的声场(聚焦声场、涡旋声场或准直声场)可以用于操控液体和气体界面的液滴，也可以用于操控两组液体界面的液滴。

综上所述，本发明提供了一种超声移液装置及方法，能够对声源相位分布进行调控，实现多点聚焦，进而能够并行处理多个样品，达到高通量的目的。

同时，本发明所提供的超声移液装置的焦点对位精度高，相对于传统的聚焦方式能够形成更小的焦点尺寸，提高移液液滴尺寸稳定性。

此外，透镜取材方便且价廉，制作简单直接。本发明的超声移液装置不仅能够用于实现高精度、高通量的非接触超声移液，并且大大的降低了设备成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，除了以上实施例以外，还可以具有不同的变形例，以上实施例的技术特征可以相互组合，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超声移液装置，其特征在于，包括移液模块和控制模块；

所述移液模块包括超声激励组件、超声换能器、耦合装置、透镜和载液装置，所述超声激励组件用于激励所述超声换能器发出超声波，所述载液装置设置在所述超声换能器的上方，所述耦合装置环绕包围所述超声换能器，所述耦合装置内填充有耦合介质，所述耦合介质接触所述载液装置，所述控制模块用于调制所述超声激励组件的激励参数，所述超声激励组件以所述激励参数激励所述超声换能器发出超声波；

所述透镜设置在所述超声换能器和所述载液装置之间，所述透镜具有多种厚度单元，用于所述超声波经过所述透镜时通过多种所述厚度单元改变相位分布以形成多个焦点，多个所述焦点用于并行移液多个液滴；

所述超声激励组件激励所述超声换能器发出脉冲声波并接收脉冲回波，根据所述透镜的参数通过相位补偿对所述脉冲回波进行修正，修正后的所述脉冲回波所反馈的信息用于分析所述超声换能器与所述载液装置的液面的距离；

或，所述超声激励组件激励所述超声换能器发出超声波产生预设的超声声场，所述超声波的焦点对准所述载液装置的液面。

2.根据权利要求1所述的超声移液装置，其特征在于，所述控制模块调整所述超声激励组件的激励参数包括调整所述超声激励组件的激励频率，用于调节所述超声波聚焦形成的焦点的位置以使所述焦点对准所述载液装置的液面。

3.根据权利要求1所述的超声移液装置，其特征在于，所述超声波聚焦形成的焦点的最小尺寸为一个波长的尺寸。

4.根据权利要求1所述的超声移液装置，其特征在于，所述移液模块包括多个超声换能器和多个透镜，所述超声换能器与所述透镜的数量相同，一个所述超声换能器嵌合一个对应的所述透镜；

多个所述超声换能器以相同频率工作，或，多个所述超声换能器以多个频率协同工作。

5.根据权利要求1所述的超声移液装置，其特征在于，所述耦合装置包括蠕动泵、移液腔和冷却腔，所述蠕动泵连接所述移液腔和所述冷却腔，所述蠕动泵用于驱动所述耦合介质在所述移液腔和所述冷却腔之间循环流动，所述移液腔内的所述耦合介质接触所述载液装置的底部。

6.根据权利要求5所述的超声移液装置，其特征在于，所述耦合介质为可流动性超声耦合剂，所述可流动性超声耦合剂包括水和油。

7.一种超声移液方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的超声移液装置进行超声移液，所述超声移液方法包括：

超声换能器发出脉冲声波并接收脉冲回波，根据透镜的相位信息对所述脉冲回波进行修正，通过修正后的脉冲回波所反馈的信息分析所述超声换能器与所述载液装置的液面的距离；

根据所述超声换能器的焦点与所述载液装置的液面之间的位置关系，移动所述超声换能器或移动所述载液装置，和/或，根据所述位置关系调节所述超声激励组件的激励频率，使所述超声换能器的焦点对准所述载液装置的液面；

控制所述超声激励组件发出激励信号激励所述超声换能器发出超声波；

所述根据透镜的相位信息对所述脉冲回波进行修正包括：获取所述脉冲回波；通过所述透镜的多种厚度单元的参数和位置生成相位补偿信号；通过所述相位补偿信号对所述脉冲回波进行修正。

8.根据权利要求7所述的超声移液方法，其特征在于，所述根据所述位置关系调节所述超声激励组件的激励频率包括：

获取所述超声换能器的焦点与所述载液装置的液面之间的位置关系；

根据所述位置关系计算所述超声激励组件的调节信号；

通过所述调节信号调节所述超声激励组件的激励频率，使所述超声换能器的焦点对准所述载液装置的液面。

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