KR102264614B1 - 입자 분리 - Google Patents

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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

유체 동반 입자 분리기는 유체에 동반된 입자들을 지향시키기 위한 입구 통로, 입구 통로로부터 분기되는 제1 분리 통로, 입구 통로로부터 분기되는 제2 분리 통로 및 입자들을 제1 분리 통로 또는 제2 분리 통로로 지향시키기 위해 유전영동력을 입자들 상에 가하는 전기장을 생성하기 위한 전극들을 포함할 수 있고, 제1 분리 통로, 제2 분리 통로, 전기장 및 유전영동력은 하나의 평면에서 연장된다.

Description

입자 분리
입자들의 분리는 다양한 산업에서 수행된다. 예컨대, 생물학 및 의학에서, 희귀 세포들은 진단을 위해 환자의 혈액으로부터 종종 분리된다. 입자들, 이를테면 희귀 혈액 세포들의 분리는 많은 어려움들을 제시한다.
도 1은 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 일부의 개략도이다.
도 2는 유체 동반 입자들을 분리하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 3은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 일부의 개략도이다.
도 4는 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 일부의 개략도이다.
도 5는 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 일부의 개략도이다.
도 6은 라인 6-6을 따라 취해진 도 5의 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 7은 라인 7-7을 따라 취해진 도 5의 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 8은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 일부의 개략도이다.
도 9는 라인 9-9를 따라 취해진 도 8의 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 10은 라인 10-10을 따라 취해진 도 8의 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 11은 도 8의 라인 11-11을 따라 취해진 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 12는 도 8의 라인 12-12를 따라 취해진 도 11의 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 13은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 일부의 개략도이다.
도 14는 라인 14-14를 따라 취해진 도 13의 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 15는 라인 15-15를 따라 취해진 도 13의 유체 동반 입자 분리기의 단면도이다.
도 16은 유체 동반 입자 분리기를 형성하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 17은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기의 부분들의 상부 사시도이다.
도 18은 도 17의 유체 동반 입자 분리기의 평면도이다.
도 19는 도 18의 유체 동반 입자 분리기의 부분들에서 생성된 유전영동력들을 예시하는 그래프이다.
도 20은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기를 개략적으로 예시하는 평면도이다.
도 21은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기를 개략적으로 예시하는 평면도이다.
도면들 전반에 걸쳐, 동일한 참조 번호들은 유사하지만, 반드시 동일하지 않은 엘리먼트들을 표시한다. 도면들은 반드시 실척이지 않고, 일부 부분들의 크기는 도시된 예를 더 명확하게 예시하기 위해 과장될 수 있다. 게다가, 도면들은 상세한 설명과 일치하는 예들 및/또는 구현들을 제공하지만; 상세한 설명은 도면들에 제공된 예들 및/또는 구현들로 제한되지 않는다.
본원에는 서로 및/또는 주위 매체들에 대한 입자들의 크기 및 전기 분극에 기반하여 입자들, 이를테면 생물학적 세포들을 분리하는 예시적인 입자 분리기들이 개시된다. 입자 분극 특성은 부과된 전기장 주파수의 함수이다. 전기장 주파수가 쉽게 변경될 수 있기 때문에, 그런 입자 분리기들은 입자들 및 응용들의 당신의 범위에 매우 적응가능하고 응용가능하다.
본원에는 균일한 힘의 장들을 가능하게 하는 기하구조들 및 아키텍처를 가진 예시적인 입자 분리기들이 개시된다. 결과적으로, 입자 분리 재현성 및 신뢰성이 강화된다. 개시된 입자 분리기들은 생성된 유체역학적 힘의 장 내의 예측가능한 위치들에 스트림 내의 입자들을 추가로 위치결정할 수 있다. 결과적으로, 입자들은 일관된 결과들을 위해 2 개의 상이한 구역, 또는 2 개의 상이한 분리 통로로 재현가능하고 신뢰성 있게 분리되어 지향된다.
본원에는 유전영동력들을 사용하여 상이한 입자들의 분리를 가능하게 하는 예시적인 유체 동반 입자 분리기들이 개시된다. 분리되는 유체 입자들은 입구 통로를 통해 지향되는 유체에 동반된다. 전극들은 입자들을 입구 통로로부터 상이한 분리 통로로 지향시키기 위해 입자들에 유전영동력을 가하는 전기장을 생성한다.
일부 구현들에서, 입자 집중기는 유체에 동반된 입자들을 분리 전에 입구 통로 내에서 층류로 집중시키는 데 활용된다. 일 구현에서, 입자 집중기는 그런 층류를 제공하기 위해 입자들을 함유하는 용액을 샌드위치하는 완충 용액의 제1 및 제2 외장 유동들을 활용하는 유체역학적 집중기를 포함할 수 있다. 다른 구현들에서, 다른 입자 집중기들, 이를테면 자유 유동 네거티브 유전영동 입자 집중기들 및 자유 유동 등속전기영동 입자 집중기들이 이용될 수 있다.
일 구현에서, 분리 통로들 및 전극들은, 전극들에 의해 생성된 전기장 및 결과적인 유전영동력들이 분리 통로들과 함께 단일 평면에서 연장되도록 위치 및 배향된다. 분리 통로들, 전기장 및 유전영동력들이 단일 평면에서 연장되기 때문에, 입자들의 분리는 더 예측가능하고 혼란이 적어서, 더 신뢰성 있는 결과들을 생성한다.
본원에는 유체에 동반된 입자들을 지향시키기 위한 입구 통로, 입구 통로로부터 분기되는 제1 분리 통로, 입구 통로로부터 분기되는 제2 분리 통로 및 유전영동력을 입자들에 가하는 전기장을 생성하기 위한 전극들을 포함할 수 있는 예시적인 유체 동반 입자 분리기가 개시된다. 유전영동력은 입자들을 제1 분리 통로 또는 제2 분리 통로로 지향시킨다. 제1 분리 통로, 제2 분리 통로, 전기장 및 유전영동력들은 하나의 평면에서 연장된다.
본원에는 유체에 동반된 입자들을 분리시키기 위한 예시적인 방법이 개시된다. 방법은 스트림에 동반된 입자들을 입구 통로를 통해 지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 스트림 내의 입자들의 제1 서브세트를 평면에서 연장되는 제1 분리 통로로 전환시키고 스트림 내의 입자들의 제2 서브세트를 평면에서 연장되는 제2 분리 통로로 전환시키기 위해 평면에서의 유전영동력들을 입자들에 가하도록 평면에서의 전기장을 스트림에 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본원에는 유체 동반 입자 분리기를 형성하기 위한 예시적인 방법이 개시된다. 방법은 입구 통로, 입구 통로로부터 분기되는 제1 분리 통로 및 입구 통로로부터 분기되는 제2 분리 통로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 전극들은 제1 분리 통로 및 제2 분리 통로의 측 표면들 상에 형성된다. 전극들은 서로 대향 측 표면들 상에서 전기적으로 절연된다.
도 1은 예시적인 유체 동반 입자 분리기(20)의 일부 부분들을 예시하는 개략도이다. 분리기(20)는 입구 통로(24), 분리 통로(26), 분리 통로(36) 및 전극들(40A, 40B 및 40C)(집합적으로 전극들(40)로 지칭됨)을 포함한다. 입구 통로(24)는 분리될 입자들을 함유하는 용액을 안내하는 채널, 이를테면 마이크로유동 채널을 포함한다.
분리 통로들(26 및 36)은 입구 통로(24)로부터 연장되고 분기되는 채널들, 이를테면 마이크로유동 채널들을 포함한다. 분리 통로들(26, 36)은 분리된 입자들 또는 세포들이 수집 및 분석될 수 있는 별개의 목적지들로 이어진다. 일부 구현들에서, 분리 통로(26)로 지향되거나 분리 통로(36)로 지향되는 입자들은 다운스트림으로 추가로 분리될 수 있다. 예시된 예에서, 분리 통로들(26, 36)은 단일 평면, 이를테면 단일 수평 평면에서 연장된다. 일부 구현들에서, 분리 통로들(26, 36)은 입구 통로(24)와 동일한 평면에서 연장된다. 비록 통로들(26, 36)이 입구 통로(24)로부터 135°의 각도들로 분기되는 것으로 예시되지만, 통로들(26 및 36)이 입구 통로(24)로부터 다른 각도들로 연장될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
전극들(40)은 통로들(24, 26 및 36)을 가로지르는 전기장들을 생성하기 위해 제공된다. 전극들(40)은 통로들(24, 26 및 36)의 평면과 동일한 평면에서 연장되는 전기장들을 생성하도록 단일 평면에서 연장된다. 분리 통로들, 전기장 및 유전영동력들이 단일 평면에서 연장되기 때문에, 입자들의 분리는 더 예측가능하고 혼란이 적어서, 더 신뢰성 있는 결과들을 생성한다.
예시된 예에서, 전극들(40A)은 통로들(24 및 26)을 따라 연장된다. 전극들(40B)은 통로들(24 및 36)을 따라 연장된다. 전극(40C)은 통로들(26 및 36)을 따라 연장된다. 인식되어야 하는 바와 같이, 전극들(40) 각각은 연속적인 전극일 수 있거나 접지 또는 전류 소스, 이를테면 교류 주파수 전류 소스에 연결된 다수의 분리된 엘리먼트에 의해 형성될 수 있다.
일 구현에서, 전극들(40A 및 40B)은 분리될 타겟 입자의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 입구 통로(24)를 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 마찬가지로, 전극들(40A 및 40C)뿐 아니라 전극들(40B 및 40C)은 또한 각각 분리되는 타겟 입자(들)의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 분리 통로들(26 및 36)을 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 이런 분리는, 전체 전기장이 입자의 존재에 의해 크게 왜곡되지 않을 것이어서, 유사한 분리들이 흐름에서 모든 입자들에 대해 수행될 공산을 감소시킨다.
도 2는 유체 동반 입자들을 분리하기 위한 예시적인 방법(100)의 흐름도이다. 방법(100)은 더 예측가능하고 혼란이 더 적은 방식으로 입자 분리를 제공하여, 더 신뢰성 있는 결과를 생성한다. 비록 방법(100)이 분리기(20)에 의해 수행되는 것으로 설명되지만, 방법(100)은 다음 설명된 분리기들 또는 다른 유사한 입자 분리기들 중 임의의 것으로 수행될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
블록(106)에 의해 나타낸 바와 같이, 분리될 입자들은 스트림에 동반되고 입구 통로(24)를 통해 지향된다. 입자들은 다른 입자들과 혼합될 수 있다. 예컨대, 분리될 소정의 타겟 입자들, 이를테면 희귀 생물학적 세포들은 다른 생물학적 세포들 또는 다른 입자들과 혼합될 수 있다. 이후에 설명될 바와 같이, 일부 구현들에서, 입자들은 분리되기 전에 입구 통로(24) 이전 또는 내부에서 집중될 수 있다. 일 구현에서, 입자들은 입구 통로(24)를 통해 층류를 가지도록 집중될 수 있다. 일 구현에서, 입자들은 적어도 하나의 완충 용액의 시트 유동들 사이에서 유체 동반 입자들을 샌드위치하는 유체역학적 집중기로 집중될 수 있다. 또 다른 구현들에서, 유체 동반 입자들은 다른 방식들로 집중될 수 있다.
블록(108)에 의해 표시된 바와 같이, 전극들(40)은 평면 내의 전기장들을 유체 동반 입자들의 스트림에 인가한다. 일 구현에서, 미리 결정된 주파수의 교류 전류는 전극들(40)에 인가된다. 일 구현에서, 전극들(40)에 인가된 교류 전류는 20 kHz 내지 200 kHz 및 공칭적으로 60 kHz의 주파수를 가진다. 전기장들은 평면 내의 유전영동력들을 입자들에 가하고, 동일한 평면 내에서 입구 통로(24) 및 분리 통로들(26, 36)이 연장되고 동일한 평면에서 전기장들이 연장된다. 입자들은 입자들의 상이한 크기 및 전기 분극의 결과로서 유전영동력들에 대한 입자들의 상이한 응답들에 기반하여 분리된다. 유전영동력들은 스트림 내의 입자들의 제1 서브세트를 평면에서 연장되는 제1 분리 통로(26)로 전환시키고 스트림 내의 입자들의 제2 서브세트를 평면에서 연장되는 제2 분리 통로(36)로 전환시킨다.
도 3은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기(220)의 일부의 개략도이다. 분리기(220)는, 분리기(220)가 부가적으로 입자 집중기(222)를 포함하는 것을 제외하고 위에서 설명된 분리기(20)와 유사하다. 분리기(20)의 컴포넌트들에 대응하는 분리기(220)의 이들 나머지 컴포넌트들은 유사하게 번호가 매겨진다.
입자 집중기(222)는 분리되기 전에 입구 통로(24) 이전 또는 내부에서 유체 동반 입자들을 집중시킨다. 일 구현에서, 집중기(222)는 입자들을 입구 통로(24)를 통해 층류로 집중시킨다. 일 구현에서, 집중기(222)는 적어도 하나의 완충 용액의 외장 흐름들 사이에 유체 동반 입자들을 샌드위치하는 유체역학적 집중기를 포함한다. 다른 구현들에서, 집중기(222)는 다른 입자 집중기들, 이를테면 자유 유동 네거티브 유전영동 입자 집중기 또는 자유 유동 등속전기영동 입자 집중기를 포함할 수 있다. 또 다른 구현들에서, 유체 동반 입자들은 다른 방식들로 집중될 수 있다. 분리되는 입자들을 함유하는 유체의 집중은 분리기(220)의 분리 성능을 강화시킨다. 그러나, 일부 구현들에서, 그런 입자 집중은 생략될 수 있다.
도 4는 다른 예시적인 유체 동반 입자 집중기(320)의 일부의 개략도이다. 입자 집중기(320)는, 분리 통로들(26, 36)이 1차 분리 통로들을 포함하고 입자 집중기(320)가 부가적으로 2차 분리 통로들(328, 329, 338, 339) 및 전극들(340A, 340B)(집합적으로 전극들(340)로 지칭됨)을 포함하는 것을 제외하고 집중기(220)와 유사하다. 집중기(220)의 컴포넌트들에 대응하는 집중기(320)의 이들 나머지 컴포넌트들은 유사하게 번호가 매겨진다.
2차 분리 통로들(328 및 329)은 1차 분리 통로(26)로부터 연장되고 분기되는 채널들, 이를테면 마이크로유동 채널들을 포함한다. 분리 통로들(328, 329)은 분리된 입자들 또는 세포들이 수집 및 분석될 수 있는 별개의 목적지들로 이어진다. 예시된 예에서, 분리 통로들(328, 329)은 단일 평면, 이를테면 단일 수평 평면에서 연장된다. 일부 구현들에서, 분리 통로들(328, 329)은 분리 통로(26)와 동일한 평면에서 연장된다. 비록 통로들(328, 329)이 분리 통로(26)로부터 135°의 각도들로 분기되는 것으로 예시되지만, 통로들(328 및 329)이 분리 통로(26)로부터 다른 각도들로 연장될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
2차 분리 통로들(338, 339)은 1차 분리 통로(28)로부터 연장되고 분기되는 채널들, 이를테면 마이크로유동 채널들을 포함한다. 분리 통로들(338, 339)은 분리된 입자들이 수집 및 분석될 수 있는 별개의 목적지들로 이어진다. 예시된 예에서, 분리 통로들(338, 339)은 단일 평면, 이를테면 단일 수평 평면에서 연장된다. 일부 구현들에서, 분리 통로들(338, 339)은 분리 통로(28)와 동일한 평면에서 연장된다. 비록 통로들(338, 339)이 분리 통로(28)로부터 135°의 각도들로 분기되는 것으로 예시되지만, 통로들(338 및 339)이 분리 통로(28)로부터 다른 각도들로 연장될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
전극들(340)은 2차 분리 통로들(328, 329, 338, 339)을 가로지르는 전기장들을 생성하기 위해 제공된다. 전극들(340)은, 통로들(24, 26 및 36)뿐 아니라 통로들(328, 329, 338, 339)의 평면과 동일한 평면에서 연장되는 전기장들을 생성하도록 단일 평면에서 연장된다. 분리 통로들, 전기장 및 유전영동력들이 단일 평면에서 연장되기 때문에, 입자들의 분리는 더 예측가능하고 혼란이 적어서, 더 신뢰성 있는 결과들을 생성한다.
예시된 예에서, 전극들(340A)은 통로들(328, 329)을 따라 연장된다. 전극들(340B)은 통로들(338, 339)을 따라 연장된다. 전극(340A)은 2차 분리 통로(328)를 가로지르는 전기장을 설정하기 위해 전극(40A)과 협력한다. 전극(340A)은 2차 분리 통로(329)를 가로지르는 전기장을 설정하기 위해 전극(40C)과 협력한다. 전극(340B)은 2차 분리 통로(338)를 가로지르는 전기장을 설정하기 위해 전극(40C)과 협력한다. 전극(340B)은 2차 분리 통로(339)를 가로지르는 전기장을 설정하기 위해 전극(40B)과 협력한다. 인식되어야 하는 바와 같이, 전극들(40B 및 40C) 각각은 연속적인 전극일 수 있거나 접지 또는 전류 소스, 이를테면 교류 주파수 전류 소스에 연결된 다수의 분리된 엘리먼트에 의해 형성될 수 있다.
일 구현에서, 전극들(340A 및 40A)은 분리될 타겟 입자의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 2차 분리 통로(328)를 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 마찬가지로, 전극들(340A 및 40C), 전극들(340B 및 40C)뿐 아니라 전극들(340B 및 40B)은 또한 각각 분리되는 타겟 입자(들)의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 분리 통로들(329, 338 및 339)을 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 이런 분리는, 전체 전기장이 입자의 존재에 의해 크게 왜곡되지 않을 것이어서, 유사한 분리들이 흐름에서 모든 입자들에 대해 수행될 공산을 감소시킨다.
입자 집중기(320)는 다중-스테이지 입자 분리를 수행한다. 예시된 예에서, 분리될 입자들을 함유하는 유체의 층류는 입구 통로(24)를 따라 지향된다. 통로(24)뿐 아니라 통로들(26 및 28)을 가로질러 연장되는 전기장들은 입자 크기 및 전기 극성의 차이들에 기반하여 상이한 입자들과 상이하게 지향하는 유전영동력들을 생성한다. 유전영동력들에 대한 상이한 입자들의 상이한 응답들은 유체 분할의 층류를 초래하고, 입자들의 제1 부분은 분리 통로(26)를 따라 전환되고 입자들의 제2 부분은 분리 통로(28)를 따라 전환된다. 그 후, 통로들(328 및 329)을 가로질러 생성된 전기장들은 분리 통로(26) 내의 입자들의 스트림을 추가로 분할하기 위해 입자 크기 및 전기 극성의 차이들에 기반하여 분리 통로(26) 내의 상이한 입자들과 상이하게 상호작용하는 유전영동력들을 생성하여, 제1 부분은 분리 통로들(328)을 따라 추가로 전환되고 제2 부분은 분리 통로(329)를 따라 추가로 전환된다.
마찬가지로, 통로들(338 및 339)을 가로질러 생성된 전기장들은 분리 통로(28) 내의 입자들의 스트림을 추가로 분할하기 위해 입자 크기 및 전기 극성의 차이들에 기반하여 분리 통로(28) 내의 상이한 입자들과 상이하게 상호작용하는 유전영동력들을 생성하여, 제1 부분은 분리 통로들(338)을 따라 추가로 전환되고 제2 부분은 분리 통로(339)를 따라 추가로 전환된다. 결과적으로, 유체 동반 입자들의 본래 스트림은 4 개의 상이한 입자의 세트 또는 입자들의 그룹들로 분리된다. 입자들의 각각의 그룹은 유사한 크기들 및/또는 전기 극성들의 입자들을 가진다. 입자들의 각각의 그룹은 다른 그룹들의 입자들과 상이한 크기들이거나 상이한 전기 극성들을 가진 입자들이다.
도 5-7은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기(420)를 예시한다. 도 6은 도 5의 라인 6-6을 따라 취해진 분리기(420)의 단면도이다. 도 7은 도 5의 라인 7-7을 따라 취해진 단면도이다. 입자 분리기(420)는 기판(422), 유전체 층(423), 입구 통로(424), 1차 분리 통로들(426, 428), 전극들(440A, 440B 및 440C) 입자(222)(위에서 설명됨) 및 커버 층(450)을 포함한다.
기판(422)은 통로들(424, 426 및 428)을 부분적으로 형성하는 내부에 형성된 일련의 연결된 분기 그루브들(452)을 가진 적어도 하나의 재료 층을 포함한다. 일 구현에서, 그루브들(452)은 기판(422)을 형성하는 층 재료의 임프린팅(imprinting) 또는 몰딩에 의해 형성된다. 다른 구현에서, 그루브들(452)은 기판(422)을 형성하는 층 또는 층들에 대해 수행되는 절단, 어블레이션(ablation), 에칭 또는 다른 재료 제거 프로세스들에 의해 형성된다. 다른 구현에서, 그루브들(452)은 하부 베이스 층 또는 플랫폼 상에 수행되는 선택적 퇴적, 이를테면 프린팅 또는 부가적인 제조 프로세스들에 의해 형성된다.
예시된 예에서, 기판(422)은 그런 통로들(424, 426, 428)을 통해 지향될 유체 입자들의 스트림의 임피던스보다 작거나 불충분하게 더 큰 임피던스를 가진 재료를 포함한다. 일 구현에서, 기판(422)은 10,000 옴 센티미터 미만의 임피던스를 가진 재료를 포함한다. 일 구현에서, 기판(822)은 10,000 옴 센티미터 미만의 임피던스를 가진 실리콘 재료를 포함한다.
유전체 층(423)은 그루브들(452)의 바닥 및 대향 측벽들 상에 형성되거나 이들을 코팅하는 재료의 층을 포함한다. 유전체 층(423)은, 전기장이 기판(422)을 통하기보다 오히려 통로들(424, 426, 428) 내의 유체를 통과하고 그리고 가로지르는 것과 같은 재료로 형성되고 충분한 두께를 가진다. 일 구현에서, 유전체 층(423)은, 층(423)을 통한 경로의 임피던스가 통로들(424, 426 및 428)을 가로지르는 유체의 경로의 임피던스 레벨보다 적어도 5 배의 레벨이도록 치수가 정해지고 충분한 유전 특성들을 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 층(423)은, 층(423)을 통한 경로의 임피던스가 통로들(424, 426 및 428)을 가로지르는 유체의 경로의 임피던스 레벨보다 적어도 10 배의 레벨이도록 치수가 정해지고 충분한 유전 특성들을 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 층(423)은 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 층(423)은 재료, 이를테면 실리콘 질화물 또는 실리콘 이산화물로 형성된다. 또 다른 구현들에서, 층(423)은 충분한 임피던스를 가진 다른 재료들로 형성될 수 있다.
전극들(440)은 통로들(424, 426 및 428)을 가로지르는 전기장들을 생성하기 위해 제공된다. 전극들(440)은 통로들(424, 426 및 428)의 평면과 동일한 평면에서 연장되는 전기장을 생성하도록 단일 평면에서 연장된다. 분리 통로들, 전기장들 및 유전영동력들이 단일 평면에서 연장되기 때문에, 입자들의 분리는 더 예측가능하고 혼란이 적어서, 더 신뢰성 있는 결과들을 생성한다.
예시된 예에서, 전극(440A)은 통로들(424 및 428)을 따라 연장된다. 전극들(440B)은 통로들(424 및 428)을 따라 연장된다. 전극(440C)은 통로들(426 및 428)을 따라 연장된다. 전극들(440) 각각은 전기 전하의 소스, 이를테면 분리될 입자들의 분극 특성들에 기반하여 미리 정의된 주파수를 가진 교류 전류의 소스에 연결된다.
일 구현에서, 전극들(440A 및 440B)은 분리될 타겟 입자의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 입구 통로(424)를 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 마찬가지로, 전극들(440A 및 440C)뿐 아니라 전극들(440B 및 440C)은 또한 각각 분리되는 타겟 입자(들)의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 분리 통로들(428 및 426)을 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 이런 분리는, 전체 전기장이 입자의 존재에 의해 크게 왜곡되지 않을 것이어서, 유사한 분리들이 흐름에서 모든 입자들에 대해 수행될 공산을 감소시킨다.
일 구현에서, 전극들(440)은 그런 그루브들(452)의 바닥을 가로질러 연장되지 않고 그루브들(452)의 측 표면들 상의 유전체 층(423) 위에 형성된다. 일 구현에서, 전극들(440)은 그런 그루브들(452)의 바닥 상에 퇴적 없이 또는 최소 퇴적으로 그루브들(452)의 측부들 상의 층(423) 상에 전기 전도성 재료를 퇴적하는 방향성 스퍼터링 또는 각진 스퍼터링을 사용하여 형성된다. 또 다른 구현들에서, 전극들(440)을 형성하는 전기 전도성 재료는 그루브들(452)의 바닥 상의 층(423) 상에 퇴적될 수 있고, 그루브들(452)의 바닥 상의 층(423) 상에 퇴적된 전기 전도성 재료는 후속하여, 전극들(440)을 형성하기 위해 측부들 상에 전기 전도성 재료를 남기면서 제거된다.
통로들(424, 426 및 428)은 커버 층 또는 커버 패널(450)의 형성 또는 제공에 의해 완성된다. 그런 구현에서, 커버 패널(450)은 또한, 전극들(440)에 의해 생성된 전기장이 커버 패널(450)에 의해 제공된 천장을 통하기보다 오히려 유체 입자들의 스트림을 통과하도록, 그런 통로들(424, 426, 428)을 통해 지향될 유체 입자들의 스트림의 임피던스보다 더 큰 임피던스를 가진다. 일 구현에서, 커버 패널(450)은 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 커버 패널(450)은 재료, 이를테면 유리, 실리콘 질화물 또는 실리콘 이산화물로 형성된다. 또 다른 구현들에서, 커버 패널(450)은 충분한 임피던스를 가진 다른 재료들로 형성될 수 있다.
도 8-10은 상이한 예시적인 방법에 따라 형성된 분리기(420)의 다른 예인 분리기(520)를 예시한다. 도 8은 분리기(520)의 평면도이다. 도 9는 라인 9-9를 따라 취해진 분리기(520)의 단면도이다. 분리기(520)는, 분리기(520)가 기판(422) 대신 기판(522)을 포함하고 유전체 층(523)을 생략한 것을 제외하고 분리기(420)와 유사하다. 입자 분리기(420)의 컴포넌트들에 대응하는 입자 분리기(520)의 이들 나머지 컴포넌트들은 유사하게 번호가 매겨진다.
기판(522)은, 기판(522)이 통로들(424, 426 및 428)을 정의하는 그루브들(452)이 내부에 형성된다는 점에서 기판(422)과 유사하다. 그러나, 기판(422)과 달리, 기판(522)은, 기판(522)을 통한 경로의 임피던스가 통로들(424, 426 및 428)을 가로지르는 유체의 경로의 임피던스 레벨보다 적어도 5 배의 레벨이도록 치수가 정해지고 충분한 유전 특성들을 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 기판(522)은, 기판(522)을 통한 경로의 임피던스가 통로들(424, 426 및 428)을 가로지르는 유체의 경로의 임피던스 레벨보다 적어도 10 배의 레벨이도록 치수가 정해지고 충분한 유전 특성들을 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 기판(522)은 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 기판(522)은 재료, 이를테면 실리콘 질화물, 실리콘 이산화물 또는 유리로 형성된다. 또 다른 구현들에서, 기판(522)은 충분한 임피던스를 가진 다른 재료들로 형성될 수 있다. 기판(522)에 의해 제공된 높은 임피던스로 인해, 유전체 층(423)은 생략되고, 전극들(440)은 그루브들(452)의 측부들을 따라 재료 기판(522) 상에 직접 형성된다. 일 구현에서, 전극들(440)은 그런 통로들의 바닥 상에 퇴적 없이 또는 최소 퇴적으로 통로들(424, 426 및 428)의 측부들 상에 전기 전도성 재료를 퇴적하는 방향성 스퍼터링 또는 각진 스퍼터링을 사용하여 형성된다. 또 다른 구현들에서, 전극들(440)을 형성하는 전기 전도성 재료는 통로들(424, 426 및 428)의 바닥 상에 퇴적될 수 있고, 통로들의 바닥 상의 재료는 후속하여 제거된다. 통로들(424, 426 및 428)은 위에서 설명된 커버 층 또는 커버 패널(450)의 형성 또는 제공에 의해 완성된다.
도 8, 도 11 및 도 12는 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기(620)를 예시한다. 도 11은 라인 11-11을 따라 취해진 분리기(620)의 단면도이다. 도 12는 라인 12-12를 따라 취해진 단면도이다. 분리기(620)는, 분리기(620)가 기판(622)을 포함하고 부가적으로 바닥 층(650)을 포함하는 것을 제외하고 위에서 설명된 분리기(520)와 유사하다. 분리기(520)의 컴포넌트들에 대응하는 분리기(620)의 이들 나머지 컴포넌트들은 유사하게 번호가 매겨진다.
기판(622)은, 기판(622) 내로 연장되고 적어도 부분적으로 통로들(424, 426 및 428)을 정의하는 그루브들(452)을 가지는 대신, 기판(622)이 기판(622)을 완전히 관통하여 연장되는 일련의 연결되고 분기된 관통 슬롯들(623)을 가지는 것을 제외하고 기판(522)과 유사하다. 일 구현에서, 슬롯들(623)은 재료 제거 프로세스들, 이를테면 기판(622) 상에 수행된 에칭, 어블레이션 또는 절단에 의해 기판(622)을 통해 형성된다. 다른 구현들에서, 슬롯들(623)은 기판(622)의 몰딩 또는 부가적인 제조/프린팅 동안 형성될 수 있다. 기판(622)이 통로들(424, 426 및 428)의 바닥을 형성하지 않기 때문에, 기판(622)은 기판(522)의 임피던스 미만의 임피던스를 가진 매우 다양하거나 또는 범위의 재료들로 형성된다.
바닥 층(650)은 커버 층(450)과 대향하는 기판(622)에 결합된 층 또는 패널을 포함한다. 커버 층(450)과 같이, 바닥 층(650)은, 전극들(440)에 의해 생성된 전기장이 바닥 층(650)에 의해 제공된 바닥을 통하기보다 오히려 유체 입자들의 스트림을 통과하도록, 그런 통로들(424, 426, 428)을 통해 지향될 유체 입자들의 스트림의 임피던스보다 더 큰 임피던스를 가진다. 일 구현에서, 바닥 층(650)은 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 바닥 층(650)은 재료, 이를테면 유리, 실리콘 질화물 또는 실리콘 이산화물로 형성된다. 또 다른 구현들에서, 바닥 층(650)은 충분한 임피던스를 가진 다른 재료들로 형성될 수 있다.
일 구현에서, 바닥 층(650)은, 채널들(424, 426 및 428)이 기판(622)을 통해 형성된 이후 그리고 전극들(440)이 슬롯들(623)의 측부들을 따라 형성된 이후 기판(622)에 적층되거나 다르게 본딩된다. 또 다른 구현들에서, 기판(622)은 기판(622) 내에 슬롯들(623)을 형성하기 전에 바닥 층(650) 상에 형성된다. 통로들(424, 426 및 428)은 위에서 설명된 커버 층 또는 커버 패널(450)의 형성 또는 제공에 의해 완성된다.
도 13-15는 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기(720)를 예시한다. 분리기(720)는, 분리기(720)가 또한 전극들(440)을 형성하는 기판(722)을 포함하는 것을 제외하고 분리기(620)와 유사하다. 도 13은 분리기(720)의 평면도이다. 도 14는 도 13의 라인 14-14를 따라 취해진 분리기(720)의 일 예의 단면도이다. 도 15는 도 13의 라인 15-15를 따라 취해진 단면도이다. 도 13-도 15에 도시된 예에서, 통로들(424, 426 및 428)은 기판(722)을 완전히 관통하여 연장되는 채널들에 의해 형성되고, 여기서 기판(722)은 또한 전극들(440)을 형성하는 전기 전도성 재료의 막 또는 층을 포함한다. 도 13에 의해 도시된 바와 같이, 상이한 전극들(440)은 전기 비전도성 또는 절연 재료(727), 이를테면 실리콘 질화물로 채워진 기판(722) 내의 갭들 또는 개구들(725)에 의해 서로 분리된다. 다른 구현들에서, 상이한 전극들(440)은 재료의 보이드(void)인 그런 갭들 또는 개구(725)에 의해 서로 분리될 수 있다. 커버 층(450) 및 바닥 층(650)(위에서 설명됨)은 통로들(424, 426 및 428)을 형성하기 위해 기판(722)을 이들 층 사이에 샌드위치한다.
도 16은 유체 동반 입자 분리기를 형성하기 위한 예시적인 방법(800)의 흐름도이다. 블록(802)에 의해 표시된 바와 같이, 입구 통로, 입구 통로로부터 분기되는 제1 분리 통로 및 입구 통로로부터 분기되는 제2 분리 통로가 형성된다. 블록(804)에 의해 표시된 바와 같이, 전극들은 제1 분리 통로 및 제2 분리 통로의 측 표면들을 따라 형성된다. 블록(806)에 의해 표시된 바와 같이, 제1 분리 통로 및 제2 분리 통로의 대향 측 표면들 상의 전극들은 서로 전기적으로 절연된다. 방법(800)은 위에서 설명된 입자 분리기들(420, 520, 620 및 720) 중 임의의 것을 형성하는 데 활용될 수 있다.
도 17 및 도 18은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기(820)를 예시한다. 도 17은 입자 분리기(820)의 상부 사시도이다. 도 18은 입자 분리기(820)의 평면도이다. 입자 분리기(820)는 기판(822), 유전체 층(823), 바닥에 관련된 입구 통로, 1차 분리 통로들(826, 828), 2차 분리 통로들(836, 838), 전극들(840A, 840B 및 840C), 입자 집중기(844) 및 커버 층(850)을 포함한다. 기판(822)은 통로들(824, 826, 828, 836 및 838)을 부분적으로 형성하는 내부에 형성된 일련의 연결된 분기 그루브들(852)을 가진 적어도 하나의 재료 층을 포함한다. 일 구현에서, 그루브들(852)은 기판(822)을 형성하는 층 재료의 임프린팅 또는 몰딩에 의해 형성된다. 다른 구현에서, 그루브들(852)은 기판(822)을 형성하는 층 또는 층들에 대해 수행되는 절단, 어블레이션, 에칭 또는 다른 재료 제거 프로세스들에 의해 형성된다. 다른 구현에서, 그루브들(852)은 하부 베이스 층 또는 플랫폼 상에 수행되는 선택적 퇴적, 이를테면 프린팅 또는 부가적인 제조 프로세스들에 의해 형성된다.
예시된 예에서, 기판(822)은 그런 통로들(24, 26, 28)을 통해 지향될 유체 입자들의 스트림의 임피던스보다 작거나 불충분하게 더 큰 임피던스를 가진 재료를 포함한다. 일 구현에서, 기판(822)은 10,000 옴 센티미터 미만의 임피던스를 가진 재료를 포함한다. 일 구현에서, 기판(822)은 10,000 옴 센티미터 미만의 임피던스를 가진 실리콘 재료를 포함한다.
유전체 층(823)은 그루브들(852)의 바닥 및 대향 측벽들 상에 형성되거나 코팅된 재료의 층을 포함한다. 유전체 층(823)은, 전기장이 기판(822)을 통하기보다 오히려 통로들(824, 826, 828, 836, 838) 내의 유체를 통과하고 그리고 가로지르는 것과 같은 재료로 형성되고 충분한 두께를 가진다. 일 구현에서, 유전체 층(823)은, 층(523)을 통한 경로의 임피던스가 통로들(824, 826, 828, 836 및 838)을 가로지르는 유체의 경로의 임피던스 레벨보다 적어도 5 배의 레벨이도록 치수가 정해지고 충분한 유전 특성들을 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 층(523)은, 층(823)을 통한 경로의 임피던스가 통로들(824, 826, 828, 836 및 838)을 가로지르는 유체의 경로의 임피던스 레벨보다 적어도 10 배의 레벨이도록 치수가 정해지고 충분한 유전 특성들을 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 층(823)은 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 재료로 형성된다. 일 구현에서, 층(823)은 재료, 이를테면 실리콘 질화물 또는 실리콘 이산화물로 형성된다. 또 다른 구현들에서, 층(823)은 충분한 임피던스들을 가진 다른 재료들로 형성될 수 있다.
전극들(840)은 통로들(824, 826, 828, 836 및 838)을 가로지르는 전기장들을 생성하기 위해 제공된다. 전극들(840)은 통로들(824, 826, 828, 836 및 838)의 평면과 동일한 평면에서 연장되는 전기장을 생성하도록 단일 평면에서 연장된다. 분리 통로들, 전기장 및 유전영동력들이 단일 평면에서 연장되기 때문에, 입자들의 분리는 더 예측가능하고 혼란이 적어서, 더 신뢰성 있는 결과들을 생성한다.
예시된 예에서, 전극(840A)은 통로들(824 및 828)을 따라 연장된다. 전극들(840B)은 통로들(824 및 828)을 따라 연장된다. 전극(840C)은 통로들(826 및 828)을 따라 연장된다. 인식되어야 하는 바와 같이, 전극들(840) 각각은 연속적인 전극일 수 있거나 접지 또는 전류 소스, 이를테면 교류 주파수 전류 소스에 연결된 다수의 분리된 엘리먼트에 의해 형성될 수 있다.
일 구현에서, 전극들(840A 및 840B)은 분리될 타겟 입자의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 입구 통로(824)를 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 마찬가지로, 전극들(840A 및 840C)뿐 아니라 전극들(840B 및 840C)은 또한 각각 분리되는 타겟 입자(들)의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 분리 통로들(828 및 826)을 가로지르는 거리에 의해 분리된다. 이런 분리는, 전체 전기장이 입자의 존재에 의해 크게 왜곡되지 않을 것이어서, 유사한 분리들이 흐름에서 모든 입자들에 대해 수행될 공산을 감소시킨다.
일 구현에서, 전극들(840)은 그런 그루브들(852)의 바닥을 가로질러 연장되지 않고 그루브들(852)의 측 표면들 상의 유전체 층(823) 위에 형성된다. 일 구현에서, 전극들(840)은 그런 그루브들(852)의 바닥 상에 퇴적 없이 또는 최소 퇴적으로 그루브들(852)의 측부들 상의 층(823) 상에 전기 전도성 재료를 퇴적하는 방향성 스퍼터링 또는 각진 스퍼터링을 사용하여 형성된다. 또 다른 구현들에서, 전극들(840)을 형성하는 전기 전도성 재료는 그루브들(852)의 바닥 상의 층(823) 상에 퇴적될 수 있고, 그루브들(852)의 바닥 상의 층(823) 상에 퇴적된 전기 전도성 재료는 후속하여, 전극들(840)을 형성하기 위해 측부들 상에 전기 전도성 재료를 남기면서 제거된다.
다른 구현들에서, 기판(822)은, 전극들(440)에 의해 생성된 전기장이 기판(822)을 통하기보다 오히려 유체 입자들의 스트림을 통과하도록, 그런 통로들(24, 26, 28)을 통해 지향될 유체 입자들의 스트림의 임피던스보다 더 큰 임피던스를 가진 재료로 형성될 수 있다. 일 구현에서, 기판(822)은 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 재료로 형성될 수 있다. 일 구현에서, 기판(822)은 재료, 이를테면 유리, 실리콘 질화물 또는 실리콘 이산화물로 형성된다. 또 다른 구현들에서, 기판(822)은 충분한 임피던스를 가진 다른 재료들로 형성될 수 있다. 그런 구현들에서, 유전체 층(823)은 생략될 수 있고, 여기서 기판(822)은 통로들(824, 86, 828, 836, 838)의 바닥을 형성하고 전극들(840)은 그루브들(852)의 측부들 상에 직접, 기판(822) 상에 직접 형성된다.
또 다른 구현들에서, 입자 분리기(820)는 입자 분리기들(620 또는 720)에 관하여 위에서 설명된 것과 유사한 아키텍처를 가지며 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 그런 구현들에서, 통로들(824, 86, 828, 836, 838)은 그루브들보다 오히려 기판 내의 관통 슬롯들에 의해 정의 또는 형성되고, 바닥 층은 기판 아래에 놓이고 통로들의 바닥을 형성한다.
입자 집중기(844)는, 입자 집중기(844)가 구체적으로 유체역학적 집중기로서 예시되는 것을 제외하고 위에서 설명된 입자 집중기(222)와 유사하다. 입자 집중기(844)는 외장 유동 통로(870), 외장 유동 통로(872) 및 입자 유동 통로(874)를 포함한다. 외장 유동 통로들(870, 872)은 입자 유동 통로(874)의 대향 측들에서 연장되고 유체 동반 입자들의 스트림을 층류로 집중시키기 위해 유체 동반 입자들, 이를테면 혈액의 스트림의 공급을 샌드위치하게 완충 용액들의 층류들 또는 스트림들을 지향시킨다. 유체 동반 입자들의 스트림의 층류는 스트림으로부터 상이한 입자들의 후속 분리에 대한 더 큰 제어를 가능하게 한다. 통로들(870, 872 및 874) 각각은 입구 통로(824)에서 수렴한다.
다른 구현들에서, 입자 집중기(844)는 다른 타입들의 입자 집중기들을 포함할 수 있다. 예컨대, 입자 집중기(844)는 자유 유동 네거티브 유전영동 입자 집중기 또는 자유 유동 등속전기영동 입자 집중기를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 입자 집중기(844)는 생략될 수 있다.
동작 시, 분리될 유체 함유 입자들의 스트림은 입구(875)를 통해 통로(874)에 공급된다. 마찬가지로, 완충 용액들의 스트림들은 각각 입력부들(871 및 873)을 통해 통로들(8 7872)로 공급된다. 완충 용액들의 스트림들은 분리될 부분들을 포함하는 유체의 스트림을 샌드위치하는 시트 흐름들을 형성하여, 입구 통로(824)를 통한 층류를 형성한다. 일 구현에서, 외장 통로들(870, 872) 각각의 완충 용액들은, 분리될 세포 파서(parser)를 함유하는 용액이 공급되는 속도보다 더 큰 속도로 공급된다. 일 구현에서, 완충 용액들은 분당 0.2 mL의 속도로 공급되는 반면, 분리될 부분들을 포함하는 용액 스트림은 분당 0.2 mL의 속도로 공급된다.
전극들(840A 및 840B)은 입구 통로(824)를 가로질러 전기장을 형성하기 위해 전기 전위들이 상이하다. 일 구현에서, 전극(840A)은 접지되고, 전극(840B)은 양의 전하이다. 전기장은 유전영동력들을 생성한다. 도 19는 생성된 유전영동력들을 예시하는 도면이다. 크기 및 전기 분극의 차이들로 인해, 입구 통로(824) 내에서 제1 크기 및/또는 전기 분극을 가진 제1 분율 또는 부분의 입자들은 분리 통로(828)를 향해 강제되는 반면, 제1 분율의 입자들과 상이한 제2 크기 및/또는 제2 전기 분극을 가진 제2 분율 또는 부분의 입자들은 분리 통로(826)를 향해 강제된다. 분리 통로(828)로 보내진 분리된 입자들은 출구(880)로 지향된다.
분리 통로(826)로 지향된 분리된 입자들은 전극들(840B 및 840C)에 의해 생성된 전기장에 의해 생성된 유전영동력들에 의해 추가로 분리된다. 일 구현에서, 전극(840B)에 양의 전하가 부가될 때, 전극(840C)은 음의 전하가 부가된다. 크기 및 전기 분극의 차이들로 인해, 분리 통로(826) 내에서 제1 크기 및/또는 전기 분극을 가진 제1 분율 또는 부분의 입자들은 분리 통로(836)를 향해 강제되는 반면, 제1 분율의 입자들과 상이한 제2 크기 및/또는 제2 전기 분극을 가진 제2 분율 또는 부분의 입자들은 분리 통로(838)를 향해 강제된다. 분리 통로(836)로 보내진 분리된 입자들은 출구(882)로 지향된다. 분리 통로(838)로 바이어싱된 분리된 입자들은 출구(884)로 지향된다.
도 20은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기(920)의 평면도이다. 분리기(920)는, 분리기(920)가 입구 통로(824)로부터 연장되는 3 개의 분리 통로, 즉 통로들(926, 928 및 930)을 포함하고 그리고 상이한 전기 전하들을 판독하는 4 개의 전극, 즉 전극들(940A, 940B, 940C 및 940C)(집합적으로 전극들(940)로 지칭됨)을 더 포함하는 것을 제외하고 분리기(820)와 유사하다. 통로들(824, 926, 928 및 930)은 통로들(824, 826 및 828)의 아키텍처와 유사한 아키텍처를 가진다. 제한 중 하나에서, 그런 통로들(824, 926, 928 및 930)은 기판에 형성된 그루브들에 의해 형성되고, 그루브들의 바닥 및 측부들은 위에서 설명된 유전체 층(423)과 유사한 유전체 층으로 코팅되거나 다르게 커버되고, 전극들(940)은 통로들의 바닥들을 가로질러 연장되지 않고 통로들의 측벽들 상에 형성된다. 기판이 위에서 설명된 기판(522)의 임피던스와 유사한 충분한 임피던스를 가지는 다른 구현들에서, 기판과 전극들 사이의 유전체 층은 생략될 수 있다.
동작 시, 분리될 입자들을 함유하는 용액의 스트림은 입자 집중기(844)에 의해 집중되어 입구 통로(824)로 지향된다. 전극들(940A 및 940B)에 의한 통로(824)를 가로질러 생성된 전기장은 상이한 크기의 입자들 또는 상이한 전기 분극을 가진 입자들과 상이하게 상호작용하는 유전영동력들을 형성하여 그런 입자들을 분리 통로(926), 분리 통로(928) 또는 분리 통로(930)로 지향시킨다. 일부 구현들에서, 그런 분리 통로들은 위에서 설명된 바와 같이 부가적인 2차 분리 통로들 및 전극들을 포함할 수 있다.
도 21은 다른 예시적인 유체 동반 입자 분리기(1020)의 평면도이다. 분리기(1020)는, 분리기(1020)가 컬럼(column) 또는 필라(pillar)(1087)를 부가적으로 포함하는 것을 제외하고 분리기(920)와 유사하다. 분리기(920)의 컴포넌트들에 대응하는 분리기(1020)의 이들 나머지 컴포넌트들은 유사하게 번호가 매겨진다.
필라(1087)는 통로들(824, 96, 928 및 930)의 접합부에서 연장된다. 필라(1087)는 입구 통로(824)로부터 분리 통로(930)로 접합부를 직접적으로 가로지르는 용액 또는 입자들의 유동을 방해한다. 필라(1087)는 입자들의 크기 또는 전기 분극으로 인한 것보다 입구 통로(824)를 통해 유동하는 용액의 모멘텀으로 인해 입자들이 분리 통로(930)에 진입할 공산을 감소시킨다.
비록 본 개시내용이 예시적인 구현들을 참조하여 설명되었지만, 통상의 기술자들은, 청구된 청구 대상의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 형태 및 상세로 변화들이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예컨대, 비록 상이한 예시적인 구현들이 하나 이상의 이익을 제공하는 하나 이상의 특징을 포함하는 것으로 설명되었지만, 설명된 특징들이 서로 상호교환될 수 있거나 대안적으로 설명된 예시적인 구현들 또는 다른 대안적인 구현들에서 서로 결합될 수 있다는 것이 고려된다. 본 개시내용의 기술이 비교적 복잡하기 때문에, 기술의 모든 변화들이 예측가능하지 않다. 예시적인 구현들을 참조하여 설명되고 다음 청구항들에 설명된 본 개시내용은 가능한 한 넓어지도록 명백하게 의도된다. 예컨대, 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 단일 특정 엘리먼트들을 나열하는 청구항들은 또한 복수의 그런 특정 엘리먼트를 포함한다. 청구항들에서 "제1", "제2", "제3" 등 이라는 용어들은 단순히 다른 엘리먼트들을 구별하고, 달리 언급되지 않으면, 본 개시내용의 엘리먼트들의 특정 순서 또는 특정 번호매김과 구체적으로 연관되지 않는다.

Claims (15)

  1. 유체 동반 입자 분리기로서,
    유체에 동반된 입자들을 지향시키기 위한 입구 통로;
    상기 입구 통로로부터 분기되는 제1 분리 통로;
    상기 입구 통로로부터 분기되는 제2 분리 통로;
    상기 입자들을 상기 제1 분리 통로 또는 상기 제2 분리 통로로 지향시키기 위해 유전영동력(dielectrophoretic force)을 상기 입자들 상에 가하는 전기장을 생성하기 위한 전극들
    을 포함하고, 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로, 상기 제2 분리 통로, 상기 전기장 및 상기 유전영동력은 동일한 단일 평면에서 연장되고,
    상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로 각각은 대향 측벽들을 포함하고, 상기 전극들은 상기 대향 측벽들과 평행하고 이들을 따르는 면들을 갖고, 대향 전극들은 분리될 타겟 입자의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 연관된 통로를 가로지르는 거리에 의해 분리되는 유체 동반 입자 분리기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입자들을 상기 입구 통로 내에서 층류(laminar flow)로 집중시키기 위한 입자 집중기(particle focuser)를 더 포함하는 유체 동반 입자 분리기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 입자 집중기는 유체역학적 집중기를 포함하는 유체 동반 입자 분리기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유체역학적 입자 집중기는 상기 입구 통로로 이어지는 제1 외장 유동 통로(sheath flow passage) 및 상기 입구 통로로 이어지는 제2 외장 유동 통로 및 상기 입구 통로로 이어지는 입자 유동 통로를 포함하고, 상기 입자 유동 통로는 상기 제1 외장 유동 통로 및 상기 제2 외장 유동 통로로부터의 외장 유체 사이에 입자들을 공급하는 유체 동반 입자 분리기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 입자 집중기는 자유 유동 네거티브 유전영동 입자 집중기 및 자유 유동 등속전기영동 입자 집중기로 이루어진 입자 집중기들의 그룹으로부터 선택되는 유체 동반 입자 분리기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 분리 통로로부터 분기되는 제3 분리 통로; 및
    상기 제1 분리 통로로부터 분기되는 제4 분리 통로
    를 더 포함하고, 상기 전기장은 상기 입자들 상에 유전영동력을 가하여 상기 제1 분리 통로 내의 상기 입자들을 상기 제3 분리 통로 또는 상기 제4 분리 통로로 지향시키고, 상기 제3 분리 통로 및 상기 제4 분리 통로는 상기 동일한 단일 평면에서 연장되는 유체 동반 입자 분리기.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 통로로부터 분기되고 상기 동일한 단일 평면에서 연장되는 제3 분리 통로를 더 포함하고, 상기 전기장은 상기 입자들 상에 유전영동력을 가하여 상기 입구 통로 내의 상기 입자들을 상기 제1 분리 통로, 상기 제2 분리 통로 또는 상기 제3 분리 통로로 지향시키는 유체 동반 입자 분리기.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로 각각은 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 재료로 형성된 바닥 표면을 포함하는 유체 동반 입자 분리기.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 기판;
    상기 전극들을 형성하는 상기 기판 상의 제1 층 - 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로는 상기 제1 층에 형성됨 -; 및
    상기 제1 층 상의 제2 층 - 상기 기판 및 상기 제2 층은 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로 각각의 바닥 및 천장을 각각 형성함 -
    을 포함하는 유체 동반 입자 분리기.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 가진 층 - 상기 층은 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로를 형성하는 채널을 형성함 -;
    상기 전극들을 형성하기 위한 상기 채널의 대향 측벽들 상의 전극 재료의 층들
    을 포함하는 유체 동반 입자 분리기.
  11. 유체 내에 동반된 입자들을 분리하기 위한 방법으로서,
    스트림에 동반된 입자들을 입구 통로를 통해 지향시키는 단계;
    상기 스트림 내의 상기 입자들의 제1 서브세트를 단일 평면에서 연장되는 제1 분리 통로로 전환시키고 상기 스트림 내의 상기 입자들의 제2 서브세트를 동일한 단일 평면에서 연장되는 제2 분리 통로로 전환시키기 위해 상기 동일한 단일 평면에서의 유전영동력들을 상기 입자들에 가하도록 상기 동일한 단일 평면에서의 전기장을 상기 스트림에 인가하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전기장은 분리될 타겟 입자의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 상기 스트림을 가로지르는 거리에 의해 분리된 전극들로부터 인가되는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스트림 내의 상기 입자들을 집중시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로 각각은 바닥 및 측벽들을 가지며, 상기 측벽들은 상기 전기장을 인가하는 전극들을 형성하는 전기 전도성 재료의 층을 가지며, 상기 바닥은 상기 스트림의 임피던스에서 더 높은 임피던스를 가지는 방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로는 적어도 10,000 옴 센티미터의 임피던스를 갖는 기판 상의 제1 층에 형성되고, 상기 제1 층은 상기 전극들을 형성하고, 제2 층은 상기 제1 층 상에 형성되며,
    상기 기판 및 상기 제2 층은 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로 각각의 바닥 및 천장을 각각 형성하는 방법.
  15. 유체 동반 입자 분리기를 형성하기 위한 방법으로서,
    입구 통로, 상기 입구 통로로부터 분기되는 제1 분리 통로 및 상기 입구 통로로부터 분기되는 제2 분리 통로를 형성하는 단계 - 상기 입구 통로, 상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로는 동일한 단일 평면에서 연장됨 -;
    상기 제1 분리 통로 및 상기 제2 분리 통로의 측 표면들을 따라 전극들을 형성하는 단계; 및
    대향 측 표면들 상의 상기 전극들을 서로 전기적으로 절연시키는 단계 - 대향 전극들은 분리될 타겟 입자의 직경의 적어도 10 배의 거리만큼 연관된 통로를 가로지르는 거리에 의해 분리되고, 상기 동일한 단일 평면에서 유전영동력들을 가하도록 전기장을 인가함 -;
    를 포함하는 방법.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110366451B (zh) 2017-04-23 2021-07-30 惠普发展公司，有限责任合伙企业 颗粒分离
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CN109725044B (zh) * 2018-12-29 2021-02-19 长春理工大学 基于分焦平面型偏振片和光诱导介电泳的细胞筛选装置
CN110102183A (zh) * 2019-05-14 2019-08-09 青岛大学 一种介电泳法高效连续分离微米粒子新工艺
WO2020263234A1 (en) 2019-06-25 2020-12-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Molded structures with channels
WO2021225597A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Particle separator molded microfluidic substrate
CN114425462B (zh) * 2020-10-29 2023-10-31 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其制备方法
CN113262828B (zh) * 2021-04-26 2022-06-24 大连海事大学 一种结合磁泳与介电泳的血细胞微流控分离装置及方法
CN113275127B (zh) * 2021-06-15 2023-11-14 中国石油化工股份有限公司 一种固体颗粒静电分离装置和方法
WO2024036174A1 (en) * 2022-08-08 2024-02-15 Sigil Biosciences, Inc. Systems and methods for isolating particles in solution by particle permittivity

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4932066B2 (ja) * 2009-12-02 2012-05-16 独立行政法人科学技術振興機構 流路デバイス及びそれを含むサンプル処理装置
JP5807004B2 (ja) * 2010-02-24 2015-11-10 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー 細胞分析装置

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4932066B1 (ko) 1970-09-22 1974-08-27
JPS587004B2 (ja) 1975-02-21 1983-02-08 昭和電線電纜株式会社 ゼツエンデンセンノ セイゾウホウホウ
US4032929A (en) 1975-10-28 1977-06-28 Xerox Corporation High density linear array ink jet assembly
JPS60121742A (ja) 1984-07-25 1985-06-29 Hitachi Ltd レジンモ−ルド品におけるマ−キング方法
US5106468A (en) * 1985-12-30 1992-04-21 Exxon Research And Engineering Company Electrophoretic separation
US5218754A (en) 1991-11-08 1993-06-15 Xerox Corporation Method of manufacturing page wide thermal ink-jet heads
DE19757785B4 (de) * 1997-12-28 2005-09-01 Günter Prof. Dr. Fuhr Verfahren zur Bestimmung optisch induzierter Kräfte
JP3570612B2 (ja) * 1998-09-21 2004-09-29 株式会社荏原製作所 負イオンの発生方法と装置及び微粒子の荷電方法と捕集装置
CN1181337C (zh) * 2000-08-08 2004-12-22 清华大学 微流体系统中实体分子的操纵方法及相关试剂盒
DK1065378T3 (da) 1999-06-28 2002-07-29 California Inst Of Techn Elastomere mikropumpe- og mikroventilsystemer
IT1320026B1 (it) 2000-04-10 2003-11-12 Olivetti Lexikon Spa Testina di stampa monolitica a canali multipli di alimentazione delloinchiostro e relativo processo di fabbricazione.
CN1325909C (zh) * 2000-09-27 2007-07-11 清华大学 用于微粒操纵与微粒导向的装置及其使用方法
JP2002321374A (ja) 2001-04-27 2002-11-05 Canon Inc 液体吐出ヘッド
JP4203548B2 (ja) * 2002-09-23 2009-01-07 禅 高村 細胞分離方法、細胞分離装置および細胞分離装置の製造方法
ITTO20021099A1 (it) 2002-12-19 2004-06-20 Olivetti I Jet Spa Processo di rivestimento protettivo di microcircuiti idraulici rispetto a liquidi aggressivi. particolarmente per una testina di stampa a getto d'inchiostro.
CN1314542C (zh) 2003-10-21 2007-05-09 财团法人工业技术研究院 一种喷液头芯片结构及其制造方法
US7041226B2 (en) 2003-11-04 2006-05-09 Lexmark International, Inc. Methods for improving flow through fluidic channels
US7384791B2 (en) * 2004-01-21 2008-06-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of analyzing blood
US7390387B2 (en) 2004-03-25 2008-06-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of sorting cells in series
US20060001039A1 (en) 2004-06-30 2006-01-05 Stmicroelectronics, Inc. Method of forming buried channels and microfluidic devices having the same
GB0421529D0 (en) 2004-09-28 2004-10-27 Landegren Gene Technology Ab Microfluidic structure
US20060177815A1 (en) 2004-11-29 2006-08-10 The Regents Of The University Of California Dielectrophoretic particle sorter
CN101277724A (zh) * 2005-08-10 2008-10-01 S.C.约翰逊父子公司 空气净化器
US7964078B2 (en) * 2005-11-07 2011-06-21 The Regents Of The University Of California Microfluidic device for cell and particle separation
US7713395B1 (en) * 2006-04-11 2010-05-11 Sandia Corporation Dielectrophoretic columnar focusing device
CN100577266C (zh) 2007-11-09 2010-01-06 东南大学 方向可控的微流体介电泳颗粒分离装置
KR101338349B1 (ko) * 2007-11-30 2013-12-06 연세대학교 산학협력단 미세입자 분리 장치 및 이의 제작 방법
WO2010104856A2 (en) 2009-03-09 2010-09-16 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Devices and methods for contactless dielectrophoresis for cell or particle manipulation
GB0916593D0 (en) * 2009-09-22 2009-10-28 Secr Defence Particle concentration in a liquid flow
CN101762440B (zh) * 2009-12-31 2012-07-18 首都医科大学 用于药效学研究的电旋转检测方法
GB2490665B (en) * 2011-05-06 2017-01-04 Genetic Microdevices Ltd Device and method for applying an electric field
GB201108344D0 (en) * 2011-05-18 2011-06-29 Cambridge Entpr Ltd Optical device
ITMI20110995A1 (it) 2011-05-31 2012-12-01 Ione Metodo per la produzione di dispositivi microfluidici tridimensionali monolitici
US20150113959A1 (en) * 2012-05-29 2015-04-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Particulate matter processing apparatus
CN102703373A (zh) * 2012-06-26 2012-10-03 重庆城市管理职业学院 一种计算机图像识别细胞分离方法及系统
KR20150113140A (ko) 2013-02-28 2015-10-07 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 성형된 유체 유동 구조체
US9902162B2 (en) 2013-02-28 2018-02-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Molded print bar
JP5991236B2 (ja) * 2013-03-13 2016-09-14 ソニー株式会社 分取装置
US9724920B2 (en) 2013-03-20 2017-08-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Molded die slivers with exposed front and back surfaces
CN103194370B (zh) * 2013-03-26 2014-12-24 上海交通大学 制备与富集单个微纳米珠携带单根多聚物分子的装置
CN103196725B (zh) * 2013-03-26 2015-07-08 上海交通大学 制备与富集单个微纳米珠携带单根多聚物分子的方法
CN103194371B (zh) * 2013-03-26 2014-12-24 上海交通大学 生物复合物的分离与收集装置
SG11201508458SA (en) * 2013-04-16 2015-11-27 Massachusetts Inst Technology System and method for unipolar separation of emulsions and other mixtures
US9751091B2 (en) * 2013-05-24 2017-09-05 The Johns Hopkins University Systems and methods for separating metallic and nonmetallic particles in a mixed-particle suspension
US10343165B2 (en) 2013-09-05 2019-07-09 Bio-Rad Laboratories, Inc. On-demand particle dispensing system
US9784664B2 (en) 2013-09-05 2017-10-10 Bio-Rad Laboratories, Inc. Multidimensional hydrodynamic focusing chamber
CN203648695U (zh) * 2013-10-31 2014-06-18 汉王科技股份有限公司 空气净化装置
CN105793044B (zh) 2013-11-27 2017-10-10 惠普发展公司，有限责任合伙企业 具有由坝状物围绕的接合焊盘的打印头
US20150306599A1 (en) 2014-04-25 2015-10-29 Berkeley Lights, Inc. Providing DEP Manipulation Devices And Controllable Electrowetting Devices In The Same Microfluidic Apparatus
US20170232439A1 (en) 2014-08-11 2017-08-17 Carnegie Mellon University Separation of low-abundance cells from fluid using surface acoustic waves
CA2981505A1 (en) 2015-04-10 2016-10-13 Tumorgen Mdx Llc Rare cell isolation device and method of use thereof
US10274492B2 (en) * 2015-04-10 2019-04-30 The Curators Of The University Of Missouri High sensitivity impedance sensor
EP3291991B1 (en) 2015-10-12 2021-12-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printhead
CN105312155A (zh) * 2015-10-19 2016-02-10 常州大学 覆铜介质阻挡电极和光触媒耦合静电除尘装置
CN108136415B (zh) 2015-11-05 2024-04-26 惠普发展公司，有限责任合伙企业 在模制面板中形成三维特征
TWI756199B (zh) 2016-01-15 2022-03-01 美商伯克利之光生命科技公司 製造患者專ㄧ性抗癌治療劑之方法及使用該治療劑之治療方法
CN110366451B (zh) 2017-04-23 2021-07-30 惠普发展公司，有限责任合伙企业 颗粒分离
EP3576953B1 (en) 2017-05-08 2024-04-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection die fluid recirculation
EP3609712B1 (en) 2017-07-31 2023-11-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluidic ejection devices with enclosed cross-channels
US11331923B2 (en) 2017-11-10 2022-05-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluidic cartridges

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4932066B2 (ja) * 2009-12-02 2012-05-16 独立行政法人科学技術振興機構 流路デバイス及びそれを含むサンプル処理装置
JP5807004B2 (ja) * 2010-02-24 2015-11-10 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー 細胞分析装置

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