CN216677745U - 分离装置 - Google Patents

Abstract

一种分离装置，该分离装置包括分离芯片、真空系统和变频模块。分离芯片包括样本池、两第一腔室和两第二腔室，每一第一腔室通过一第一过滤膜和样本池连通，每一第一腔室和与之相邻的第二腔室通过一第二过滤膜连通，第二过滤膜的孔径小于第一过滤膜的孔径；两第一振动件分别设于两第二腔室的外表面；变频模块通过真空系统分别与两第二腔室连通，并控制真空系统交替地在样本池两侧的腔室中产生负压以实现液体样本的分离。本申请的分离装置结构简单，能同时分离多种特征尺寸的目标颗粒，分离效率高。

Description

分离装置

技术领域

本申请涉及细胞外囊泡分离技术领域，具体地，涉及一种用于分离液体样本中多种特征尺寸目标颗粒的分离装置。

背景技术

细胞外囊泡(Extracellular vesicles，EVs)是由活细胞持续大量分泌的一种双磷脂膜结构小囊泡，其作为细胞间通信交流的载体携带来源于母细胞的蛋白、核酸、代谢小分子等特异性组分。大量的研究表明，细胞外囊泡参与细胞通讯、细胞迁移、血管新生和肿瘤细胞生长等过程，广泛地存在于各种体液和细胞上清中，并稳定携带了一些重要的信号分子。细胞外囊泡相关功能的研究已经成为研究热点，并有望在多种疾病的早期诊断中发挥作用。

目前，实现细胞外囊泡临床应用的主要障碍是如何从复杂的生物流体中分离出细胞外囊泡及其亚群，传统的分离过程繁琐，一次只能分离一种目标颗粒，时间长，分离效率低，通量低、纯度低。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述问题的分离装置。

本申请提供一种分离装置，用于从液体样本中分离提纯出多种目标颗粒。所述分离装置包括：

分离芯片，包括样本池、位于所述样本池的第一侧的第一腔室、位于所述样本池的第二侧的第一腔室、和位于每一所述第一腔室远离所述样本池的一侧的第二腔室，每一所述第一腔室通过一第一过滤膜和所述样本池连通，每一所述第一腔室和与之相邻的所述第二腔室通过一第二过滤膜连通，所述第二过滤膜的孔径小于所述第一过滤膜的孔径；

真空系统；以及

变频模块，通过所述真空系统分别与两所述第二腔室连通，所述变频模块用于控制所述真空系统交替地在位于所述第一侧的所述第一腔室和第二腔室以及位于所述第二侧的所述第一腔室和所述第二腔室中产生负压。

在一些可能的实施方式中，所述分离装置还包括两第一振动件，一个所述第一振动件位于一个对应的所述第二腔室的外部；所述真空系统停止在位于所述第一侧的所述第一腔室和第二腔室以及在位于所述第二侧的所述第一腔室和所述第二腔室中产生负压时，两所述第一振动件用于产生第一振动波。

在一些可能的实施方式中，所述分离装置还包括两第二振动件，每个所述第二振动件设于一个对应的所述第二过滤膜的一侧，所述第二振动件用于产生第二振动波。

在一些可能的实施方式中，所述第一振动波的振动频率小于所述第二振动波的振动频率。

在一些可能的实施方式中，所述分离芯片还包括芯片本体，所述芯片本体包括依次组合的第一壳体、第二壳体、第三壳体和第四壳体；两个所述第二过滤膜分别设于所述第一壳体和所述第四壳体上，两所述第二腔室分别设于所述第一壳体和所述第四壳体上；两所述第二过滤膜分别设于所述第二壳体和所述第三壳体上，所述第一壳体和所述第二壳体共同围成一个所述第一腔室，所述第三壳体和所述第四壳体共同围成另一个所述第二腔室；所述第二壳体和所述第三壳体共同围成样本池。

在一些可能的实施方式中，所述第一壳体、所述第二壳体、所述第三壳体和所述第四壳体通过热压键合的方式组装在一起。

在一些可能的实施方式中，两所述第一振动件分别贴合于所述第一壳体和所述第四壳体的外表面，两所述第二振动件分别固定在所述第一壳体和所述第二壳体的内侧壁上，且每一所述第二振动件与一个对应的所述第二过滤膜相距设置。

在一些可能的实施方式中，所述第一壳体和所述第四壳体均包括一第一开口，每个所述第一开口与所述真空系统连接。

在一些可能的实施方式中，所述芯片本体还包括可拆卸的盖板，所述盖板对应所述样本池设有一第二开口，所述盖板的内顶壁对应所述第一壳体、所述第二壳体、所述第三壳体和所述第四壳体设有密封垫。

在一些可能的实施方式中，所述第一过滤膜或所述第二过滤膜包括过滤膜本体、设于所述过滤膜本体上的膜孔以及设于所述过滤膜本体边缘的连接层。

相较于现有技术，本申请通过在样本池的两侧分别设置多个腔室，多个腔室之间通过孔径不同的过滤膜进行隔离，能够实现多种特征尺寸的目标颗粒的分离提纯，提纯效率高，提纯效果好；分离装置的结构简单，独立设计的多个壳体，成型简单，便于组装，同时可以根据实际需要设定壳体的数量，进而对分离腔室进行增减，提高了分离装置的适用范围；多组振动件联合使用，能够加强防堵塞的效果，进一步提升分离效果。

附图说明

图1为本申请一实施例所提供的分离装置的功能模块示意图。

图2为本申请一实施例提供的分离芯片的剖面结构示意图。

图3为本申请一实施例提供的分离芯片的爆炸图。

图4为本申请一实施例中第一过滤膜的结构示意图。

图5为本申请一实施例中第一壳体与第一过滤膜的结构示意图。

图6为图3中盖板沿VI-VI的剖面图。

图7为本申请另一实施例所提供的分离芯片的剖面结构示意图。

图8为本申请另一实施例所提供的分离芯片的组装图。

图9为本申请另一实施例提供的分离芯片的爆炸图。

图10为本申请又一实施例提供的分离芯片的剖面结构示意图。

图11为本申请实施例提供的分离芯片分离液体样本的示意图。

图12为本申请另一实施例提供的分离芯片分离液体样本的示意图。

图13为本申请另一实施例所提供的分离装置的功能模块示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请的优选实施方式及实施例对本申请的技术方案进行描述。需要说明的是，当一个单元被描述为“连接”于另一个单元，它可以是直接连接到另一个单元或者可能同时存在居中单元。当一个单元被描述为“设置于”另一个单元，它可以是直接设置在另一个单元上或者可能同时存在居中单元。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的元件或设备的名称只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1，本申请实施例提供一种分离装置100，该分离装置100用于对液体样本中不同尺寸的颗粒进行多级分离提纯，以得到多种特定尺寸的目标颗粒。该液体样本可为人体血浆、血清、脑髓液、唾液、尿液以及胃液等。目标颗粒可为外泌体或循环肿瘤细胞等。该分离装置100包括分离芯片10、与所述分离芯片10上连通的真空系统30、变频模块40和控制所述变频模块40的控制器50。

请参阅图1与图2，分离芯片10包括样本池12、位于样本池12的第一侧a的第一腔室13及邻接该第一腔室13且远离样本池12的第二腔室14，和位于样本池12的第二侧b的第一腔室13及邻接该第一腔室13且远离样本池12的第二腔室14，所述两个第一腔室13设置位置对称，所述两个第二腔室14设置位置对称。每一个第一腔室13远离样本池12一侧的第二腔室14。样本池12用于容置液体样本。每一个第一腔室13通过一第一过滤膜15和样本池12连通，每一个第一腔室13和与之相邻的第二腔室14通过一第二过滤膜16连通。第二过滤膜16的孔径小于第一过滤膜15的孔径。变频模块40通过真空系统30分别与两个第二腔室14连通，变频模块40用于在控制器50的控制下控制真空系统30交替地在两个第一腔室13和两个第二腔室14中产生负压。

请参阅图1至图3，分离芯片10还包括芯片本体11，芯片本体11包括依次组合的第一壳体111、第二壳体112、第三壳体113和第四壳体114。第一壳体111和第四壳体114上分别设有一个第二腔室14，第一壳体111和第二壳体112共同围成一个第一腔室13，第三壳体113和第四壳体114共同围成另一个第二腔室14，第二壳体112和第三壳体113共同围成样本池12。

第一壳体111包括开口朝向第二壳体112的第一容纳槽1111，该第一容纳槽1111的开口处固定一个第二过滤膜16，该第一容纳槽1111与该第二过滤膜16围成一个第二腔室14。第四壳体114包括开口朝向第三壳体113的第二容纳槽(图未示)，该第二容纳槽的结构与第一容纳槽1111的结构大致相同，该第二容纳槽的开口处固定另一个第二过滤膜16，第二容纳槽与固定在其上的第二过滤膜16共同围成另一个第二腔室14。第二壳体112包括一侧壁1121和贯穿该侧壁1121的通孔1122，该侧壁1121上固定一个第一过滤膜15，该第一过滤膜15覆盖该通孔1122，第一壳体111与第二壳体112组装后围成一个第一腔室13。第三壳体113包括一侧壁1131和贯穿该侧壁1131的通孔1132，该侧壁1131上固定另一个第一过滤膜15，该第一过滤膜15覆盖该通孔1132，第三壳体113与第四壳体114组装后围成另一个第一腔室13。第二壳体112与第三壳体113组装后围成样本池12。分离芯片10通过四个独立的壳体组装形成，结构简单，便于成型，且组装方便。可以理解的，可以根据实际需要增减壳体的数量，形成不同数量的腔室，进而对更多尺寸的目标颗粒物进行分离。

该分离芯片10的芯片本体11可以由塑料、玻璃、金属或复合材料制成。在一实施例中，该芯片本体11可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料通过CNC或注塑成型制得，塑料材质的四个壳体可以通过热压键合的方式连接在一起，也可以通过胶层粘接固定在一起，实现组装和密封的目的。

可以理解的是，该样本池12的体积可以根据实际应用场景设计。对于生物活检的应用场景，该样本池12的体积可以在0.1-10毫升之间，进一步在0.6-2.5毫升之间。

请参阅图1与图2，样本池12设置有加样口121，该加样口121连通样本池12与外界，通过该加样口121向样本池12内加入液体样本并通过该加样口121取出分离后的一种特定尺寸的目标颗粒物。两个第二腔室14均设置有第一开口141，具体地，两个第一开口141分别开设于第一壳体111和第四壳体114的侧壁上，两个第一开口141分别连通两个第二腔室14与外界。两个第一腔室13均设置有第三开口131，该第三开口131连通第一腔室13和外界，通过该第三开口131取出分离后的另一种特定尺寸的目标颗粒物。可以理解的，在分离芯片10工作时，两个第三开口131是处于密封状态的，只有加样口121保持与外界连通，这样通过真空系统30连通两第一开口141交替抽吸后，能保证样本池12内的液体样本只能向第一侧a或第二侧b实现单侧移动，从而保证分离后的目标颗粒不会反向被抽回样本池12内。

请参阅图2至图5，第一过滤膜15的孔径大于第二过滤膜16的孔径，在分离过程中，分离芯片10可以过滤出两类特定尺寸的目标颗粒物，两个第一过滤膜15和两个第二过滤膜16可以过滤两类不同尺寸的目标颗粒物。本实施例中，两个第一过滤膜15的孔径在同一范围内；两个第二过滤膜16的孔径在同一范围内。分离的液体样本中主要包含两类细胞外囊泡(EV)，一类是小尺寸细胞外囊泡(SEV，尺寸在30-200nm范围内)，另一类是大尺寸细胞外囊泡(LEV，尺寸在200-1000nm范围内)，除了两类EV外，液体样本中还包含尺寸比较小的游离污染物(例如游离蛋白质和核酸)。通过第一过滤膜15的过滤，可以将LEV与其他组分分离，LEV保留在样本池12内，进一步通过第二过滤膜16的过滤，可以将SEV与污染物分离，SEV保留在两个第一腔室13内，污染物被分离到第二腔室14内，进而通过两个第一开口141排出分离芯片10。

两个第一过滤膜15和两个第二过滤膜16可以由相同的膜材料制成，也可以由不同的膜材料制成，每个第一过滤膜15或每个第二过滤膜16可以是由一种膜材料制成的，也可以是由多种膜材料复合而成的。该第一过滤膜15和该第二过滤膜16可以是多孔材料，包括但不仅限于多孔陶瓷材料、多孔塑料材料和多孔金属材料。具体地，该第一过滤膜15和该第二过滤膜16可以分别选自阳极氧化铝膜、醋酸纤维膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜和聚苯乙烯膜中的一种或几种。本实施例中，所述第一过滤膜15和所述第二过滤膜16为多孔陶瓷膜，例如阳极氧化铝膜。

本实施例中，所述第一过滤膜15包括过滤膜本体151、设于所述过滤膜本体151上的膜孔152以及设于所述过滤膜本体边缘的连接层153，通过所述连接层153实现与第二壳体112和第三壳体113的连接。连接层153可以是附在所述过滤膜本体151上的塑料膜，塑料膜通过热压键合的方式与塑料材质的壳体实现连接。可以理解的，连接层153还可以是胶层，第一过滤膜15直接通过胶层实现与壳体的连接。

可以理解的，第二过滤膜16的结构与第一过滤膜15相似，与壳体的具体连接方式请参见前述。

可以理解的，当需要形成更多数量的腔室时对更多具有特定尺寸的目标颗粒物进行分离时，还可以进一步设置过滤膜，例如在第二过滤膜16远离第一过滤膜15的一侧设置第三过滤膜(图未示)，第三过滤膜的孔径小于第二过滤膜16，进而对比SEV更小尺寸的组分进行分离。还可以理解的是，还可以在第一过滤膜15和第二过滤膜16之间增加第四过滤膜(图未示)，第四过滤膜的孔径介于第一过滤膜15和第二过滤膜16之间，用于分离尺寸介于SEV和LEV之间的目标颗粒物。

在一实施方式中，如图2与图6所示，分离芯片10还包括盖板17，盖板17用于盖合在芯片本体11上以密封两个第三开口131。所述盖板17包括盖板本体171、第二开口172、设于第二开口172两侧且位于盖板本体171内顶壁的定位板173、以及设于盖板本体171内顶壁的密封垫174、第二开口172与加样口121连通。当将盖板17盖合在芯片本体11上后，定位板173卡在第二壳体112和第三壳体113靠近样本池12一侧的侧壁，以定位盖板17与芯片本体11，并使盖板17卡紧芯片本体11。密封垫174位于盖板本体171的内顶壁与各个壳体之间，用于实现密封的目的，该密封垫174可以是橡胶垫，也可以是胶层。

在一实施方式中，如图2所示，第一壳体111和第四壳体114的外表面设置有连通管115，每一连通管115与一个对应的第一开口141连通，用以实现与真空系统30的连通。

如图1至图5所示，结合图11与图12，使用分离芯片10时，将液体样本加入样本池12，将两个第一开口141分别与真空系统30相连接。当真空系统30通过位于样本池12的第一侧a的第一开口141使位于第一侧a的第一腔室13和第二腔室14受到抽吸时，第一侧a的第一腔室13和第二腔室14中产生负压。在第一侧a的第一腔室13和第二腔室14中负压的作用下，样本池12中的液体样本中尺寸小于第一过滤膜15的孔径的组分(包括SEV、小颗粒污染物和液体组分)朝向第一侧a的第一过滤膜15移动，经由第一侧a的第一过滤膜15流入第一侧a的第一腔室13，从而将尺寸大于第一过滤膜15的孔径的组分留在样本池12中；进入第一侧a的第一腔室13中的SEV、小颗粒污染物和液体组分进一步通过第一侧a的第二过滤膜16，尺寸小于第二过滤膜16的孔径的组分(包括小颗粒污染物和液体组分)经过第二过滤膜16进入第一侧a的第二腔室14中，最后经过第一侧a的第一开口141排出分离芯片10。当真空系统30通过位于样本池12的第二侧b的第一开口141使位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14受到抽吸时，第二侧b的第一腔室13和第二腔室14中产生负压。在负压作用下，样本池12中的液体样本中两种不同尺寸的目标颗粒物被分别留在样本池12和第二侧b的第一腔室13中，小颗粒污染物和液体组分进入第二腔室14中，与此同时，样本池12中的液体样本在第二侧b的第一过滤膜15和第二过滤膜16处会产生回流现象，从而减少或移除粘附于第二侧b的第一过滤膜15和第二过滤膜16处的组分，避免过滤分离过程中过滤膜被堵塞的情况发生。反复交替使位于样本池12的第一侧a和第二侧b的腔室内产生负压，可以有效地使液体样本反复交替地流过位于样本池12的第一侧a和第二侧b的过滤膜，使液体样本中两种不同尺寸的组分(即两种目标颗粒)分别留在样本池12和两第一腔室13中。分离芯片10的结构设计能够同时将液体样本中两种不同尺寸的组分进行分离，分离效率得到提升；两种目标颗粒物的分离过程自动完成，可以消除因操作带来的偏差；而且，真空系统30交替作业，使吸附于第一过滤膜15和第二过滤膜16表面的组分在反复交替的负压变化中易于从过滤膜表面脱落，可以有效地防止滤膜的膜孔被堵塞。

请参照图1与图2，在一实施例中，该真空系统30交替地在位于第一侧a的第一腔室13和第二腔室14与位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14内产生的负压形成周期的梯形脉冲信号。其中，梯形脉冲信号可防止负压方向突然改变对两个第一过滤膜15以及两个第二过滤膜16的损坏。在一实施例中，鉴于血浆样本中蛋白含量较多，为了进一步避免过滤膜堵塞现象，可以在样本池12一侧的腔室内产生负压的同时在样本池12另一侧的腔室内产生正压，加强过滤膜处的回流现象。

请参阅图7至图9，所述分离装置100还包括设于每个所述第二腔室14的外部的一个第一振动件20，控制器50还用于在真空系统30停止于两个第一腔室13和两个第二腔室14中产生负压时，控制每个第一振动件20振动以产生第一振动波。第一振动件20的数量为两个。其中一个第一振动件20设于第一侧a的第二腔室14的外表面(即第一壳体111的外表面)。另一第一振动件20设于第二侧b的第二腔室14的外表面(即第四壳体114的外表面)。第一振动件20用于在振动时产生横向的第一振动波，然后向第一壳体111和第四壳体114传递第一振动波，第二振动波通过第一壳体111和第四壳体114向整个分离芯片10传递，使分离芯片10低频振动，使吸附于过滤膜的膜孔中的目标颗粒脱离过滤膜的膜孔并重新悬浮于回流的液体样本中，从而防止过滤膜的膜孔被堵塞。

本实施例中，两个第一振动件20可以直接固定在第一壳体111和第四壳体114上。也可以是独立的第一振动件20，在分离芯片使用时，通过将两第一振动件20分别贴合在第一壳体111和第四壳体114的外表面，从而实现向分离芯片10提供振动波的目的，独立设置第一振动件20，能降低分离芯片10的成本。

本实施例中，第一振动件20可为低频谐波振荡器或振动马达。

如图10所示，两第二过滤膜16上分别设置有第二振动件60，第二振动件60的数量为两个。其中一第二振动件60与第一侧a的第二过滤膜16相距设置。另一第二振动件60与第二侧b的第二过滤膜16相距设置。第二振动件60用于在振动时产生横向的第二振动波，然后向两第二过滤膜16传递第二振动波，从而与两第二过滤膜16实现高频共振。其中，第二振动波的频率大于第一振动波的频率。因此，吸附于第一过滤膜15的膜孔中的目标颗粒脱离过滤膜的膜孔并重新悬浮于回流的液体样本中，从而进一步防止第一过滤膜15的膜孔被堵塞，实现高效分离。第二振动波能够与第一振动波共同扰动液体样本和过滤膜并产生声流效应，防止目标颗粒堵塞滤孔或者聚集在一起，提高分离提纯效率。在一实施方式中，第二振动件60可为高频谐波振荡器。

本实施例中，所述第二振动件60直接固定在第一壳体111和第四壳体114的内壁上，第二振动件60与第二过滤膜16之间保持一定的距离，该距离h在0.3～0.6mm范围内，具体可以是0.5mm，该距离能够第二振动件60在保证与第二过滤膜16产生共振的前提下，确保分离的颗粒能顺利通过第二过滤膜16，不会堵塞第二过滤膜16的膜孔。

可以理解的，两第一过滤膜15上还可以设置第三振动件(图未示)，第三振动件的数量为两个。其中一第三振动件固定于第一侧a的第一过滤膜15的表面。另一第三振动件固定于第二侧b的第一过滤膜15的表面。第三振动件用于在振动时产生横向的第三振动波，然后向两第一过滤膜15传递第三振动波，从而带动两第一过滤膜15低频振动，第三振动波的频率小于第二振动波的频率。第三振动波结合第二振动波能够与第一振动波共同扰动液体样本和过滤膜并产生声流效应，进一步防止目标颗粒堵塞滤孔或者聚集在一起，进一步提高分离提纯效率。在一实施方式中，第三振动件可为低频谐波振荡器或振动马达。值得注意的是，本实施方式中，由于第一过滤膜15的孔径较大，不易发生堵塞的现象，无需采用高频振动来防止堵塞，因此，在第一过滤膜15上未设置第三振动件。

在一实施方式中，第一振动件20、第二振动件60和第三振动件可以位于同一水平面上且同轴设置。因此，可使第一振动波、第二振动波与第三振动波在同一水平面且能够发生相互叠加，形成协同振动。

请参阅图1至图3、图7至图10，真空系统30用于分别使分离芯片10的位于样本池12两侧的两组腔室产生负压。真空系统30可以是两个独立的真空系统，也可以是经过设计的一个真空系统。真空系统30也可以包括微型真空泵或微型抽气泵等设备。可以理解的是，真空系统30与分离芯片10之间可以通过气密性较佳的管道连接。在一实施方式中，真空系统30包括第一真空泵310和第二真空泵320，第一真空泵310与第一壳体111上的第一开口141相连接，第二真空泵320与第四壳体114上的第一开口141相连接。

变频模块40与真空系统30电连接，变频模块40可以控制提供给真空系统30的电源电压，从而使位于样本池12两侧的腔室内交替产生负压。在一实施方式中，变频模块40包括变频器410以及与变频器410连接的控制阀420。控制阀420可以是液路转换器，包括但不仅限于电磁阀、旋转阀。控制阀420分别与第一真空泵310以及第二真空泵320中的其中一个连通，从而使第一真空泵310和第二真空泵320反复交替工作。例如，将控制阀420连通第一真空泵310，使得变频器410控制第一真空泵310运行，通过第一壳体111上的第一开口141抽气使第一侧a的第一腔室13和第二腔室14内产生负压，样本池12中的液体样本中的两种目标颗粒被分离，详参上述过程描述；然后，变频器410控制第一真空泵310停止运行；之后，将控制阀420切换至与第二真空泵320连通，使得变频器410控制第二真空泵320运行，通过第四壳体114上的第一开口141抽气使第二侧b的第一腔室13和第二腔室14内产生负压，使得样本池12中的液体样本中的两种目标颗粒被分离，详参上述过程描述；再之后，变频器410控制第二真空泵320停止运行；反复上述步骤多次。

控制器50与第一振动件20、第二振动件60电性连接，控制器50用于在位于第一侧a的第一腔室13和第二腔室停止抽吸时，控制第一振动件20、第二振动件60和第三振动件70振动，从而分别产生第一振动波、第二振动波和第三振动波。控制器50还用于在位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14停止抽吸时，控制第一振动件20、第二振动件60和第三振动件70振动，从而分别产生第一振动波、第二振动波和第三振动波。其中，控制器50可与第一真空泵310和第二真空泵320电性连接，当第一真空泵310或第二真空泵320停止运行时，控制器50即判断第一真空泵310停止抽吸，或判断第二真空泵320停止抽吸，此时便可通知对应的第一振动件20、第二振动件60和第三振动件70开始振动。控制器50还可以与变频模块40电性连接，进而控制变频模块40工作。

结合参阅图11至图13，结合图1与图2，本申请实施例应用于上述分离装置100分离液体样本中多种目标颗粒的方法，其包括如下步骤：

步骤S1，提供本申请的分离装置100，向样本池12中加入液体样本。

步骤S2，真空系统30通过位于第一壳体111上的第一开口141抽吸位于第一侧a的第一腔室13和第二腔室14，使位于第一侧a的第一腔室13和第二腔室14内产生负压。

如此，样本池12中的液体样本中尺寸小于第一过滤膜15的孔径的组分(包括SEV、小颗粒污染物和液体组分)朝向第一侧a的第一过滤膜15移动，经由第一侧a的第一过滤膜15流入第一侧a的第一腔室13，从而将尺寸大于第一过滤膜15的孔径的组分留在样本池12中；进入第一侧a的第一腔室13中的SEV、小颗粒污染物和液体组分进一步通过第一侧a的第二过滤膜16，尺寸小于第二过滤膜16的孔径的组分(包括小颗粒污染物和液体组分)经过第二过滤膜16进入第一侧a的第二腔室14中，最后经过第一侧a的第一开口141排出分离芯片10。

步骤S3，真空系统30停止抽吸位于第一侧a的第一腔室13和第二腔室14，控制第一振动件20和第二振动件60振动，从而分别产生第一振动波和第二振动波。同时，真空系统30通过的位于第四壳体114上的第一开口141抽吸位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14，使位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14内产生负压。

其中，第一振动波带动整个分离芯片10低频振动，防止颗粒聚集在一起。第二振动波带动第二过滤膜16高频振动，使吸附于第二过滤膜16的膜孔中的目标颗粒能够快速与第二过滤膜16的膜孔分离并重新悬浮于回流的液体样本中。同时，真空系统30通过位于第四壳体114上的第一开口141抽吸位于第四壳体114上的第一开口141抽吸位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14，使位于第四壳体114上的第一开口141抽吸位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14内产生负压。粘附在位于第一侧a的第一过滤膜15和第二过滤膜16表面的组分可以随着气流和/或液流脱离过滤膜表面进入悬浮的液体中，样本池12中的液体样本中两种不同尺寸的目标颗粒物被分别留在样本池12和第二侧b的第一腔室13中，小颗粒污染物和液体组分进入第二腔室14中。

步骤S4，真空系统30停止抽吸位于第四壳体114上的第一开口141抽吸位于第二侧b的第一腔室13和第二腔室14，控制第一振动件20和第二振动件60振动。

然后，步骤S2至步骤S4可循环多次，使液体样本中小于过滤膜孔径的污染物组分进入第二腔室14，进而被去除，SEV颗粒进入第一腔室13内，LEV颗粒被截留在样本池12中，以实现多种目标颗粒的更好的分离提纯。

综上所述，本申请通过在样本池的两侧分别设置多个腔室，多个腔室之间通过孔径不同的过滤膜进行隔离，能够实现多种特征尺寸的目标颗粒的分离提纯，提纯效率高，提纯效果好；分离装置的结构简单，独立设计的多个壳体，便于成型和组装，同时可以根据实际需要设定壳体的数量，进而对分离腔室进行增减，提高了分离装置100的适用范围；多组振动件联合使用，能够加强防堵塞的效果，进一步提升分离效果。

Claims (10)

1.一种分离装置，用于从液体样本中分离提纯出多种目标颗粒，其特征在于，所述分离装置包括：

分离芯片，包括样本池、位于所述样本池的第一侧的第一腔室、位于所述样本池的第二侧的第一腔室、和位于每一所述第一腔室远离所述样本池的一侧的第二腔室，每一所述第一腔室通过一第一过滤膜和所述样本池连通，每一所述第一腔室和与之相邻的所述第二腔室通过一第二过滤膜连通，所述第二过滤膜的孔径小于所述第一过滤膜的孔径；

真空系统；以及

变频模块，通过所述真空系统分别与两所述第二腔室连通，所述变频模块用于控制所述真空系统交替地在位于所述第一侧的所述第一腔室和第二腔室以及位于所述第二侧的所述第一腔室和所述第二腔室中产生负压。

2.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括两第一振动件，一个所述第一振动件位于一个对应的所述第二腔室的外部；

所述真空系统停止在位于所述第一侧的所述第一腔室和第二腔室以及在位于所述第二侧的所述第一腔室和所述第二腔室中产生负压时，两所述第一振动件用于产生第一振动波。

3.如权利要求2所述的分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括两第二振动件，一个所述第二振动件设于一个对应的所述第二过滤膜的一侧，所述第二振动件用于产生第二振动波。

4.如权利要求3所述的分离装置，其特征在于，所述第一振动波的振动频率小于所述第二振动波的振动频率。

5.如权利要求3所述的分离装置，其特征在于，所述分离芯片还包括芯片本体，所述芯片本体包括依次组合的第一壳体、第二壳体、第三壳体和第四壳体；

两个所述第二过滤膜分别设于所述第一壳体和所述第四壳体上，两所述第二腔室分别设于所述第一壳体和所述第四壳体上；两所述第二过滤膜分别设于所述第二壳体和所述第三壳体上，所述第一壳体和所述第二壳体共同围成一个所述第一腔室，所述第三壳体和所述第四壳体共同围成另一个所述第二腔室；所述第二壳体和所述第三壳体共同围成样本池。

6.如权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述第一壳体、所述第二壳体、所述第三壳体和所述第四壳体通过热压键合的方式组装在一起。

7.如权利要求5所述的分离装置，其特征在于，两所述第一振动件分别贴合于所述第一壳体和所述第二壳体的外表面，两所述第二振动件分别固定在所述第一壳体和所述第四壳体的内侧壁上，且每一所述第二振动件与一个对应的所述第二过滤膜相距设置。

8.如权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述第一壳体和所述第四壳体均包括一第一开口，每个所述第一开口与所述真空系统连接。

9.如权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述芯片本体还包括可拆卸的盖板，所述盖板对应所述样本池设有一第二开口，所述盖板的内顶壁对应所述第一壳体、所述第二壳体、所述第三壳体和所述第四壳体设有密封垫。

10.如权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述第一过滤膜或所述第二过滤膜包括过滤膜本体、设于所述过滤膜本体上的膜孔以及设于所述过滤膜本体边缘的连接层。

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