Acoustic forces in an acoustic field can be increased via introduction of “seeding particles” with higher or similar contrast factor and/or size relative to the particles targeted for retention in the acoustic field. This feature may be implemented in an acoustic concentration device or an acoustic separation device. Increases in acoustic forces lead to better particle retention and can permit increased flow rates through an acoustic particle processing device.
B06B 1/02 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique
B06B 3/04 - Procédés ou appareils spécialement adaptés pour transmettre des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore impliquant une focalisation ou une réflexion
B01D 43/00 - Séparation de particules de liquides, ou de liquides de solides, autrement que par sédimentation ou filtration
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
A workstation for processing particles entrained in a fluid includes a consumable portion and a reusable portion. The consumable portion is mounted to the reusable portion to form a fluid chamber in which an acoustic wave can be generated. The consumable portion implements a closed, isolated fluid environment that is managed using components of the reusable portion, such as valves, sensors and pumps. The workstation can be operated to retain particles from the fluid via the acoustic wave and provide a new fluid media to the retained particles. Following processing, the consumable portion can be removed and discarded.
Microparticles and nanoparticles made of various materials that are used in various configurations are disclosed. The particles may be perfluorocarbon droplets with a lipid coating. The particles may be used in an acoustic cell selection process. The droplets are highly acoustically responsive and can be retained against fluid flow by an acoustic field. Such particles can be used in the separation, segregation, differentiation, modification or filtration of a system.
Separation of materials is achieved using affinity binding and acoustophoretic techniques. A column provided with a fluid mixture of materials for separation and support structures may be used with acoustic waves to block flow of the support structures. The support structures can have an affinity for one or more materials in the fluid mixture. By blocking flow of the support structures, materials bound or adhered to the support structure are also blocked.
B01L 3/00 - Récipients ou ustensiles pour laboratoires, p. ex. verrerie de laboratoireCompte-gouttes
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B01D 15/18 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie caractérisée par des caractéristiques de structure ou de fonctionnement relatives aux différents types d'écoulement
B01D 15/38 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie caractérisée par le mécanisme de séparation impliquant une interaction spécifique non couverte par un ou plusieurs des groupes , p. ex. chromatographie d'affinité, chromatographie d'échange par ligand ou chromatographie chirale
An acoustic wave with an acoustic field with a large number of multi-directional gradients can provide an edge effect that be used to form an interface region relative to the acoustic wave. The interface region can block material with certain characteristics related to the nature of the interface region. Other material that is less influenced by the acoustic properties of the interface region can pass through the acoustic wave. This technique permits separation of materials using the edge effect and interface region.
An acoustophoretic device is disclosed. The acoustophoretic device includes an acoustic chamber, an ultrasonic transducer, and a reflector. The ultrasonic transducer includes a piezoelectric material driven by a voltage signal to create a multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber emanating from a non-planar face of the piezoelectric material. A method for separating a second fluid or a particulate from a host fluid is also disclosed. The method includes flowing the mixture through an acoustophoretic device. A voltage signal is sent to drive the ultrasonic transducer to create the multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber such that the second fluid or particulate is continuously trapped in the standing wave, and then agglomerates, aggregates, clumps, or coalesces together, and subsequently rises or settles out of the host fluid due to buoyancy or gravity forces, and exits the acoustic chamber.
B06B 1/02 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
B06B 3/04 - Procédés ou appareils spécialement adaptés pour transmettre des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore impliquant une focalisation ou une réflexion
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
H03H 9/17 - Détails de réalisation de résonateurs se composant de matériau piézo-électrique ou électrostrictif ayant un résonateur unique
7.
PARAMETERS FOR CONCENTRATION AND WASHING OF PARTICLES WITH ACOUSTICS
Multi-stage acoustophoretic devices for continuously separating a second fluid or a particulate from a host fluid are disclosed. Methods of operating the multi-stage acoustophoretic devices are also disclosed. The systems may include multiple acoustophoretic devices fluidly connected to one another in series, each acoustophoretic device comprising a flow chamber, an ultrasonic transducer capable of creating a multi-dimensional acoustic standing wave, and a reflector. The systems can further include pumps and flowmeters.
Methods and systems for processing material in a host fluid use an acoustophoresis device. These methods and systems can deflect material (e.g., a second fluid, cells, beads or other particles, exosomes, viruses, oil droplets) in host fluid streams at high flow rates.
An acoustophoretic system is controlled and driven to attain a desired level of performance. An RF controller and a driver provide a frequency and power to an acoustic transducer, which can be implemented as a piezoelectric element, which presents a reactive load or a complex load. A controller implements a control technique for efficient transducer operation. The control technique can locate a frequency for operation that is at a reactance minimum or maximum for the system to produce a modal pattern and to provide efficient operation of the transducer. A method of detecting a minimum or maximum reactance in a acoustophoretic system used to trap, separate, deflect, cluster, fractionate or otherwise process particles or secondary fluids or tertiary fluids in a primary fluid and utilizing the frequency of the detected reactance to operate the acoustophoretic system.
H04R 1/28 - Supports de transducteurs ou enceintes conçus pour réponse de fréquence spécifiqueEnceintes de transducteurs modifiées au moyen d'impédances mécaniques ou acoustiques, p. ex. résonateur, moyen d'amortissement
B06B 1/02 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
An RF driver provides power to an acoustic transducer, which can be implemented as a piezoelectric element, which presents a reactive load. The driver can be a linear amplifier or a combination of a DC-DC converter and DC-AC inverter. A controller implements a control technique for efficient transducer operation. The control technique can locate a frequency for operation that is at a reactance minimum or maximum for the transducer to provide efficient operation of that transducer. An implementation of the controller can be provided in modular hardware.
B01D 17/12 - Dispositifs auxiliaires spécialement adaptés pour être utilisés avec les appareils pour séparer des liquides, p. ex. circuits de commande
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B01D 29/72 - Régénération de la substance filtrante dans le filtre par des forces générées par un mouvement de l'élément filtrant mettant en jeu des vibrations
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
H04R 1/06 - Aménagements des branchements de circuitsRéduction des efforts sur les branchements de circuits
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
H03H 3/02 - Appareils ou procédés spécialement adaptés à la fabrication de réseaux d'impédance, de circuits résonnants, de résonateurs pour la fabrication de résonateurs ou de réseaux électromécaniques pour la fabrication de résonateurs ou de réseaux piézo-électriques ou électrostrictifs
H03H 9/00 - Réseaux comprenant des éléments électromécaniques ou électro-acoustiquesRésonateurs électromécaniques
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
Systems and methods for increasing the accuracy of a turbidity sensor are disclosed. The systems include a turbidity sensor and a flow module with a specialized flow path, with the turbidity sensor engaging with the flow module such that a measurement zone of the turbidity sensor is disposed within a flow path of the flow module and a bypass path of the flow module does not pass through the measurement zone. The methods include flowing a fluid containing bubbles into a system that separates the fluid in the flow module into a first stream of fluid containing relatively more bubbles and a second stream of fluid containing relatively fewer bubbles, the first stream flowing through a bypass path that does not pass through the measurement zone, and the second stream flowing through the measurement zone of the turbidity sensor.
Separation of materials is achieved using affinity binding and acoustophoretic techniques. A column provided with a fluid mixture of materials for separation and support structures may be used with acoustic waves to block flow of the support structures. The support structures can have an affinity for one or more materials in the fluid mixture. By blocking flow of the support structures, materials bound or adhered to the support structure are also blocked.
Beads with functionalized material applied to them are exposed to an acoustic field to trap, retain or pass the beads. The beads may include or be free of ferro magnetic material. The beads may be biocompatible or biodegradable for a host. The size of the beads may vary over a range, and/or be heterogenous or homogenous. The composition of the beads may include high, neutral or low acoustic contrast material. The chemistry of the functionalized material may be compatible with existing processes. The acoustic field may be generated, for example, in an acoustic angled wave device or in an acoustic fluidized bed.
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
G01N 15/14 - Techniques de recherche optique, p. ex. cytométrie en flux
A61M 1/36 - Autre traitement du sang dans une dérivation du système circulatoire naturel, p. ex. adaptation de la température, irradiation
B01L 3/00 - Récipients ou ustensiles pour laboratoires, p. ex. verrerie de laboratoireCompte-gouttes
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
G01N 15/00 - Recherche de caractéristiques de particulesRecherche de la perméabilité, du volume des pores ou de l'aire superficielle effective de matériaux poreux
G01N 15/10 - Recherche de particules individuelles
A closed and modular fluidic system composed of one or more acoustic elements and cell processing reagents. The system employs a cellular manufacturing process for producing cell and gene therapy therapeutics.
An acoustophoretic system is controlled and driven to attain a desired level of performance. An RF controller and a driver provide a frequency and power to an acoustic transducer, which can be implemented as a piezoelectric element, which presents a reactive load or a complex load. A controller implements a control technique for efficient transducer operation. The control technique can locate a frequency for operation that is at a reactance minimum or maximum for the system to produce a modal pattern and to provide efficient operation of the transducer. A method of detecting a minimum or maximum reactance in a acoustophoretic system used to trap, separate, deflect, cluster, fractionate or otherwise process particles or secondary fluids or tertiary fluids in a primary fluid and utilizing the frequency of the detected reactance to operate the acoustophoretic system.
H04R 1/28 - Supports de transducteurs ou enceintes conçus pour réponse de fréquence spécifiqueEnceintes de transducteurs modifiées au moyen d'impédances mécaniques ou acoustiques, p. ex. résonateur, moyen d'amortissement
B06B 1/02 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
17.
Concentration and washing of particles with acoustics
Multi-stage acoustophoretic devices for continuously separating a second fluid or a particulate from a host fluid are disclosed. Methods of operating the multi-stage acoustophoretic devices are also disclosed. The systems may include multiple acoustophoretic devices fluidly connected to one another in series, each acoustophoretic device comprising a flow chamber, an ultrasonic transducer capable of creating a multi-dimensional acoustic standing wave, and a reflector. The systems can further include pumps and flowmeters.
G01N 21/29 - CouleurPropriétés spectrales, c.-à-d. comparaison de l'effet du matériau sur la lumière pour plusieurs longueurs d'ondes ou plusieurs bandes de longueurs d'ondes différentes en utilisant la détection visuelle
A61L 2/00 - Procédés ou appareils de désinfection ou de stérilisation de matériaux ou d'objets autres que les denrées alimentaires ou les lentilles de contactAccessoires à cet effet
B01D 17/00 - Séparation de liquides, non prévue ailleurs, p. ex. par diffusion thermique
A01N 63/00 - Biocides, produits repoussant ou attirant les animaux nuisibles, ou régulateurs de croissance des végétaux, contenant des micro-organismes, des virus, des champignons microscopiques, des animaux ou des substances produites par, ou obtenues à partir de micro-organismes, de virus, de champignons microscopiques ou d'animaux, p. ex. enzymes ou produits de fermentation
C12M 1/12 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie avec des moyens de stérilisation, filtration ou dialyse
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12N 1/02 - Séparation des micro-organismes de leurs milieux de culture
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
Separation of materials is achieved using affinity binding and acoustophoretic techniques. A column provided with a fluid mixture of materials for separation and support structures may be used with acoustic waves to block flow of the support structures. The support structures can have an affinity for one or more materials in the fluid mixture. By blocking flow of the support structures, materials bound or adhered to the support structure are also blocked.
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
B01D 15/38 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie caractérisée par le mécanisme de séparation impliquant une interaction spécifique non couverte par un ou plusieurs des groupes , p. ex. chromatographie d'affinité, chromatographie d'échange par ligand ou chromatographie chirale
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
B01D 15/18 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie caractérisée par des caractéristiques de structure ou de fonctionnement relatives aux différents types d'écoulement
Separation of materials is achieved using affinity binding and acoustophoretic techniques. A column provided with a fluid mixture of materials for separation and support structures may be used with acoustic waves to block flow of the support structures. The support structures can have an affinity for one or more materials in the fluid mixture. By blocking flow of the support structures, materials bound or adhered to the support structure are also blocked.
G01N 33/543 - Tests immunologiquesTests faisant intervenir la formation de liaisons biospécifiquesMatériaux à cet effet avec un support insoluble pour l'immobilisation de composés immunochimiques
B01D 15/38 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie caractérisée par le mécanisme de séparation impliquant une interaction spécifique non couverte par un ou plusieurs des groupes , p. ex. chromatographie d'affinité, chromatographie d'échange par ligand ou chromatographie chirale
B01D 15/18 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie caractérisée par des caractéristiques de structure ou de fonctionnement relatives aux différents types d'écoulement
C07K 1/22 - Chromatographie d'affinité ou techniques analogues basées sur des procédés d'absorption sélective
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
Methods and systems for separating material from a host fluid use an acoustophoresis device. These methods and systems can deflect material (e.g., a second fluid, cells, beads or other particles, exosomes, viruses, oil droplets) in host fluid streams at high flow rates.
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B01L 3/00 - Récipients ou ustensiles pour laboratoires, p. ex. verrerie de laboratoireCompte-gouttes
G01N 15/14 - Techniques de recherche optique, p. ex. cytométrie en flux
C12N 1/02 - Séparation des micro-organismes de leurs milieux de culture
G01N 15/10 - Recherche de particules individuelles
G01N 15/00 - Recherche de caractéristiques de particulesRecherche de la perméabilité, du volume des pores ou de l'aire superficielle effective de matériaux poreux
A61M 1/36 - Autre traitement du sang dans une dérivation du système circulatoire naturel, p. ex. adaptation de la température, irradiation
G01N 15/02 - Recherche de la dimension ou de la distribution des dimensions des particules
Acoustic perfusion devices and processes for separating biomolecules from other material in a fluid mixture are disclosed. The devices include an inlet port, an outlet port, and a collection port that are connected to an acoustic chamber. An ultrasonic transducer creates an acoustic standing wave in the acoustic chamber that permits a continuous flow of fluid to be recovered through the collection port while keeping the biological cells within the acoustic chamber to be returned to the bioreactor from which the fluid mixture is being drawn.
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
B01D 21/24 - Mécanismes d'alimentation ou d'évacuation pour bacs de décantation
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
22.
Therapeutic cell washing, concentration, and separation utilizing acoustophoresis
Multi-stage acoustophoretic devices for continuously separating a second fluid or a particulate from a host fluid are disclosed. Methods of operating the multi-stage acoustophoretic devices are also disclosed. The systems may include multiple acoustophoretic devices fluidly connected to one another in series, each acoustophoretic device comprising a flow chamber, an ultrasonic transducer capable of creating a multi-dimensional acoustic standing wave, and a reflector. The systems can further include pumps and flowmeters.
B06B 1/00 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore
A61L 2/00 - Procédés ou appareils de désinfection ou de stérilisation de matériaux ou d'objets autres que les denrées alimentaires ou les lentilles de contactAccessoires à cet effet
B08B 3/12 - Nettoyage impliquant le contact avec un liquide avec traitement supplémentaire du liquide ou de l'objet en cours de nettoyage, p. ex. par la chaleur, par l'électricité ou par des vibrations par des vibrations soniques ou ultrasoniques
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12N 1/02 - Séparation des micro-organismes de leurs milieux de culture
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
An acoustic standing wave is utilized to separate components from a multi-component fluid, such as oil from an oil-water mixture, or cells entrained in a fluid, in a fluid flow scheme with an acoustophoresis device. For example, the flow scheme and device allows for trapping of the oil as the oil coalesces, agglomerates, and becomes more buoyant than the water. A driver and controller for the acoustophoretic device accommodate variable loading as the components are separated, thereby improving separation efficiency.
Beads with functionalized material applied to them are exposed to an acoustic field to trap or pass the beads. The beads may include or be free of ferro magnetic material. The beads may be biocompatible or biodegradable for a host. The size of the beads may vary over a range, and/or be heterogenous or homogenous. The composition of the beads may include high, neutral or low acoustic contrast material. The chemistry of the functionalized material may be compatible with existing processes.
B01D 15/38 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie caractérisée par le mécanisme de séparation impliquant une interaction spécifique non couverte par un ou plusieurs des groupes , p. ex. chromatographie d'affinité, chromatographie d'échange par ligand ou chromatographie chirale
C07K 17/10 - Peptides immobilisés sur, ou dans, un support organique le support étant un hydrate de carbone
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C12N 1/02 - Séparation des micro-organismes de leurs milieux de culture
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
G01N 33/543 - Tests immunologiquesTests faisant intervenir la formation de liaisons biospécifiquesMatériaux à cet effet avec un support insoluble pour l'immobilisation de composés immunochimiques
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
25.
Acoustophoretic separation technology using multi-dimensional standing waves
A system having improved trapping force for acoustophoresis is described where the trapping force is improved by manipulation of the frequency of the ultrasonic transducer. The transducer includes a ceramic crystal. The crystal may be directly exposed to fluid flow. The crystal may be air backed, resulting in a higher Q factor.
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
Acoustophoretic devices and methods for concentrating targeted biological cells in a reduced volume using multi-dimensional acoustic standing waves are disclosed. The methods include flowing a mixture of a host fluid and the biological cells through an acoustophoretic device. The acoustophoretic devices include an inlet, an outlet, and a flow chamber having an ultrasonic transducer-reflector pair. Biological cells, such as T cells, are separated from a host fluid for utilization in allergenic or autologous cell therapies. The disclosed devices and methods are capable of concentrating biological cells to at least 100 times their original cell concentration. The disclosed methods and devices are further capable of decreasing an original feed volume to a final concentrated volume that is less than one percent of the original feed volume.
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
Acoustic perfusion devices for separating biological cells from other material in a fluid mixture are disclosed. The devices include an inlet port, an outlet port, and a collection port that are connected to an acoustic chamber. An ultrasonic transducer creates an acoustic standing wave in the acoustic chamber that permits a continuous flow of fluid to be recovered through the collection port while keeping the biological cells within the acoustic chamber to be returned to the bioreactor from which the fluid mixture is being drawn.
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
28.
Acoustophoresis device with dual acoustophoretic chamber
An acoustophoresis device includes an acoustic chamber with a piezoelectric element located within its volume. The piezoelectric element vibrates and generates acoustic standing waves from both sides, so that particles can be separated from fluid passing through the acoustic chamber. This permits the element to be cooled more efficiently, reducing transient heat loads in the fluid traveling through the device.
A system for enhancing the separation of particles or fluids from water is disclosed. A tank or bioreactor is provided with an open submersible acoustophoretic separator. The separator captures and holds fluid droplets or particles such as cells, permitting them to coalesce or agglomerate until they are large enough and have sufficient buoyant or weight force to float/sink to the top/bottom of the tank or bioreactor. In a tank or bioreactor, the separator captures and holds particles until they are large enough that their weight causes them to settle out of the host fluid. The acoustophoretic device thus speeds up separation of the particles or droplets from the host fluid.
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
C02F 1/24 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par flottation
C02F 1/52 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par floculation ou précipitation d'impuretés en suspension
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
H04R 17/10 - Transducteurs résonnants, c.-à-d. adaptés pour produire une puissance de sortie maximum pour une fréquence déterminée
Transducer assemblies that can be used in acoustophoretic systems are disclosed. The acoustophoretic systems including the transducer assemblies and methods of operating the acoustophoretic systems are also disclosed. The transducer assemblies include a housing, a polymeric film attached to the housing, and a piezoelectric material attached to the polymeric film. The piezoelectric material is not attached to, and does not come in direct contact with, the housing. The piezoelectric material is configured to be driven by a drive signal to create a multi-dimensional acoustic standing wave. The piezoelectric material can be attached to the polymer film by an adhesive coating on the polymer film.
B01D 17/12 - Dispositifs auxiliaires spécialement adaptés pour être utilisés avec les appareils pour séparer des liquides, p. ex. circuits de commande
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
31.
Electronic configuration and control for acoustic standing wave generation
Aspects of the disclosure are directed to an apparatus for separating a second fluid or a particulate from a host fluid. That apparatus comprises a flow chamber with at least one inlet and at least one outlet. A drive circuit configured to provide a drive signal to a filter circuit configured to receive the drive signal and provide a translated drive signal. An ultrasonic transducer is cooperatively arranged with the flow chamber, and transducer includes at least one piezoelectric element configured to be driven by the current drive signal to create an acoustic standing wave in the flow chamber. At least one reflector opposing the ultrasonic transducer to reflect acoustic energy.
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
B01D 17/12 - Dispositifs auxiliaires spécialement adaptés pour être utilisés avec les appareils pour séparer des liquides, p. ex. circuits de commande
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B01D 29/72 - Régénération de la substance filtrante dans le filtre par des forces générées par un mouvement de l'élément filtrant mettant en jeu des vibrations
H04R 1/06 - Aménagements des branchements de circuitsRéduction des efforts sur les branchements de circuits
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
H03H 3/02 - Appareils ou procédés spécialement adaptés à la fabrication de réseaux d'impédance, de circuits résonnants, de résonateurs pour la fabrication de résonateurs ou de réseaux électromécaniques pour la fabrication de résonateurs ou de réseaux piézo-électriques ou électrostrictifs
H03H 9/00 - Réseaux comprenant des éléments électromécaniques ou électro-acoustiquesRésonateurs électromécaniques
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
An acoustic standing wave is utilized to separate components from a multi-component fluid, such as oil from an oil-water mixture, in a fluid flow scheme with an acoustophoresis device. For example, the flow scheme and device allows for trapping of the oil as the oil coalesces, agglomerates, and becomes more buoyant than the water.
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
33.
Acoustophoretic device for angled wave particle deflection
Devices for separating materials from a host fluid are disclosed. The devices include a flow chamber, an ultrasonic transducer, and a reflector. The ultrasonic transducer and reflector create an angled acoustic standing wave oriented at an angle relative to the direction of mean flow through the flow chamber. The angled acoustic standing wave results in an acoustic radiation force having an axial force component that deflects the materials, so that the materials and the host fluid can thus be separated. The angled acoustic standing wave can be oriented at an angle of about 20° to about 70° relative to the direction of mean flow through the flow chamber to deflect, collect, differentiate, or fractionate the materials from the fluid flowing through the device at flow rates of about 400 mL/min up to about 700 mL/min.
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
A61M 1/36 - Autre traitement du sang dans une dérivation du système circulatoire naturel, p. ex. adaptation de la température, irradiation
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
G01N 15/14 - Techniques de recherche optique, p. ex. cytométrie en flux
B01L 3/00 - Récipients ou ustensiles pour laboratoires, p. ex. verrerie de laboratoireCompte-gouttes
G01N 15/00 - Recherche de caractéristiques de particulesRecherche de la perméabilité, du volume des pores ou de l'aire superficielle effective de matériaux poreux
G01N 15/10 - Recherche de particules individuelles
Separation of particles or droplets from a host fluid may be achieved using a transducer and/or reflector that is a thin, non-planar structure. The thin non-planar structure improves operation of an acoustic standing wave generated by an acoustic transducer. The structure may operate as a pressure release boundary and may be constructed as plastic film.
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
G10K 11/28 - Procédés ou dispositifs pour transmettre, conduire ou diriger le son pour focaliser ou pour diriger le son, p. ex. balayage utilisant la réflexion, p. ex. réflecteurs paraboliques
C12N 1/02 - Séparation des micro-organismes de leurs milieux de culture
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
Acoustophoretic devices and methods for separating biological cells (particularly T-cells) from other fluids/materials using multi-dimensional acoustic standing waves are disclosed. The devices include an inlet, at least two outlets, and a flow chamber having an ultrasonic transducer-reflector pair. Specifically, T cells, B cells, or NK cells can be separated from other blood components. A dual-pass acoustophoretic system including two acoustophoretic devices arranged in series and fluidly connected to one another is also illustrated. Means for pre-chilling the mixture prior to separation in the devices or system can be used to improve retention, concentration, and clarification and to prevent outgassing.
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12M 1/34 - Mesure ou test par des moyens de mesure ou de détection des conditions du milieu, p. ex. par des compteurs de colonies
G10K 9/122 - Dispositifs dans lesquels le son est produit par la vibration d'un diaphragme ou un élément analogue, p. ex. cornes de brume, avertisseurs de véhicule ou vibreurs fonctionnant électriquement utilisant des moyens d'entraînement piézo-électriques
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
A perfusion bioreactor includes at least one ultrasonic transducer that can acoustically generate a multi-dimensional standing wave. The standing wave can be used to retain cells in the bioreactor, and can also be utilized to dewater or further harvest product from the waste materials produced in a bioreactor.
Methods for generating particulate clusters and nodal trapping lines having desired widths are disclosed. The devices include an acoustic chamber having an inlet and an outlet. An ultrasonic transducer and reflector create a multi-dimensional acoustic standing wave that generates particulate clusters separated by a channel of fluid running therebetween and creates nodal trapping lines. The frequency of the multi-dimensional acoustic standing wave can be selectively tuned so as to selectively control at least one of (a) a width of each particulate cluster, or (b) a width of each channel of fluid. The frequency of the multi-dimensional acoustic standing wave can also be selectively tuned so as to selectively control the width of each nodal trapping line. Also disclosed are particulate clusters separated by a channel of fluid, wherein a ratio of the widths of the particulate clusters and the channel of fluid can be varied as desired.
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
C02F 1/00 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B01D 21/34 - Commande de la répartition de l'alimentationCommande du niveau du liquide
B01D 15/08 - Adsorption sélective, p. ex. chromatographie
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
An acoustic standing wave is utilized to separate components from a multi-component fluid, such as oil from an oil-water mixture, in a fluid flow scheme with an acoustophoresis device. For example, the flow scheme and device allows for trapping of the oil as the oil coalesces, agglomerates, and becomes more buoyant than the water.
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
A perfusion bioreactor includes at least one ultrasonic transducer that can acoustically generate a multi-dimensional standing wave. The standing wave can be used to retain cells in the bioreactor, and can also be utilized to dewater or further harvest product from the waste materials produced in a bioreactor.
A perfusion bioreactor includes at least one ultrasonic transducer that can acoustically generate a multi-dimensional standing wave. The standing wave can be used to retain cells in the bioreactor, and can also be utilized to dewater or further harvest product from the waste materials produced in a bioreactor.
Methods, systems, and apparatus for acoustic separation of cellular supporting materials such as microcarriers or microbubbles from cell culture are provided. In one aspect, a method includes flowing a fluid containing the cellular supporting material and the cells through a flow chamber; driving at least one acoustic transducer to launch an acoustic wave from the acoustic transducer positioned on a first wall of the flow chamber to a reflector positioned on a second wall of the flow chamber to create, in the flow chamber, a multi-dimensional field that includes first spatial locales where acoustic pressure amplitude is elevated from a baseline level when the acoustic transducer is turned off, and second spatial locales where acoustic pressure amplitude is substantially identical to the baseline level when the acoustic transducer is turned off, wherein the first wall is opposite to the second wall; preferentially trapping, and gravity separating, the cellular supporting material or the cells at the first or second spatial locales inside the flow chamber; and collecting cells separated from the cellular supporting material using a first collection duct coupled to the flow chamber.
C12N 5/00 - Cellules non différenciées humaines, animales ou végétales, p. ex. lignées cellulairesTissusLeur culture ou conservationMilieux de culture à cet effet
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
Acoustophoretic devices and methods for concentrating targeted biological cells in a reduced volume using multi-dimensional acoustic standing waves are disclosed. The methods include flowing a mixture of a host fluid and the biological cells through an acoustophoretic device. The acoustophoretic devices include an inlet, an outlet, and a flow chamber having an ultrasonic transducer-reflector pair. Biological cells, such as T cells, are separated from a host fluid for utilization in allergenic or autologous cell therapies. The disclosed devices and methods are capable of concentrating biological cells to at least 100 times their original cell concentration. The disclosed methods and devices are further capable of decreasing an original feed volume to a final concentrated volume that is less than one percent of the original feed volume.
Methods are disclosed for separating beads and cells from a host fluid. The method includes flowing a mixture containing the host fluid, the beads, and the cells through an acoustophoretic device having an ultrasonic transducer including a piezoelectric material driven by a drive signal to create a multi-dimensional acoustic standing wave. A drive signal is sent to drive the at least one ultrasonic transducer to create the multi-dimensional acoustic standing wave. A recirculating fluid stream having a tangential flow path is located substantially tangential to the standing wave and separated therefrom by an interface region. A portion of the cells pass through the standing wave, and the beads are held back from the standing wave in the recirculating fluid stream at the interface region. Also disclosed is an acoustophoretic device having a coolant inlet adapted to permit the ingress of a cooling fluid into the device for cooling the transducer.
G10K 9/122 - Dispositifs dans lesquels le son est produit par la vibration d'un diaphragme ou un élément analogue, p. ex. cornes de brume, avertisseurs de véhicule ou vibreurs fonctionnant électriquement utilisant des moyens d'entraînement piézo-électriques
A method for separating a second fluid or a particulate from a host fluid is disclosed. The method includes flowing the mixture through an acoustophoretic device comprising an acoustic chamber, an ultrasonic transducer, and a reflector. The transducer includes a piezoelectric material driven by a voltage signal to create a multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber. A voltage signal is sent to drive the ultrasonic transducer in a displacement profile that is a superposition of a combination of different mode shapes that are the same order of magnitude to create the multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber such that the second fluid or particulate is continuously trapped in the standing wave, and then agglomerates, aggregates, clumps, or coalesces together, and subsequently rises or settles out of the host fluid due to buoyancy or gravity forces, and exits the acoustic chamber.
An acoustophoresis device made up of modular components is disclosed. Several modules are disclosed herein, including ultrasonic transducer modules, input/output modules, collection well modules, and various connector modules. These permit different systems to be constructed that have appropriate fluid dynamics for separation of particles, such as biological cells, from a fluid.
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
B06B 1/02 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique
48.
Acoustophoretic separation technology using multi-dimensional standing waves
A system having improved trapping force for acoustophoresis is described where the trapping force is improved by manipulation of the frequency of the ultrasonic transducer. The transducer includes a ceramic crystal. The crystal may be directly exposed to fluid flow. The crystal may be air backed, resulting in a higher Q factor.
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
A series of multi-dimensional acoustic standing waves is set up inside a growth volume of a bioreactor. The acoustic standing waves are used to hold a cell culture in place as a nutrient fluid stream flows through the cell culture. The nutrient fluid stream dislodges some cells from the cell culture, which can then be recovered for cell therapy applications. The cell culture continues to expand and reproduce, permitting continuous recovery of cells from the bioreactor.
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12N 5/0783 - Cellules TCellules NKProgéniteurs de cellules T ou NK
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
A flow chamber is provided through which is flowed a mixture of a fluid and a particulate. The flow chamber comprises at least one multi-phase water inlet through which multi-phase water enters the flow chamber, a water outlet through which water exits the flow chamber, a solids outlet through which particles having a density at or above a pre-defined threshold exit the flow chamber, and a low density outlet through which particles having a density below the pre-defined threshold exit the flow chamber. Also provided are one or more ultrasonic transducers and one or more reflectors corresponding to each transducer to acoustically filter the fluid and cause particles/fluid to be selectively diverted to one of the outlets. Related apparatus, systems, techniques and articles are also described.
Devices for separating a host fluid from a second fluid or particulate are disclosed. The devices include an acoustic chamber, a fluid outlet at a top end of the acoustic chamber, a concentrate outlet at a bottom end of the acoustic chamber, and an inlet on a first side end of the acoustic chamber. An ultrasonic transducer and reflector create a multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber that traps and separates particulates (e.g. cells) from a host fluid. The host fluid is collected via the fluid outlet, and the particulates are collected via the concentrate outlet. The device is a large-scale device that is able to process liters/hour, and has a large interior volume.
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
A perfusion bioreactor includes at least one ultrasonic transducer that can acoustically generate a multi-dimensional standing wave. The standing wave can be used to retain cells in the bioreactor, and can also be utilized to dewater or further harvest product from the waste materials produced in a bioreactor.
A61M 5/165 - Accessoires de filtrage, p. ex. filtres pour le sang, pour les liquides de perfusion
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
C12M 1/02 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie avec des moyens d'agitationAppareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie avec des moyens d'échange de chaleur
53.
Ultrasound and acoustophoresis for water purification
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
C02F 1/467 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par des procédés électrochimiques par électrolyse par désinfection électrochimique
A61L 2/025 - Procédés ou appareils de désinfection ou de stérilisation de matériaux ou d'objets autres que les denrées alimentaires ou les lentilles de contactAccessoires à cet effet utilisant des phénomènes physiques des ultrasons
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
A method for separating a second fluid or a particulate from a host fluid is disclosed. The method includes flowing the mixture through an acoustophoretic device comprising an acoustic chamber, an ultrasonic transducer, and a reflector. The transducer includes a piezoelectric material driven by a voltage signal to create a multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber. A voltage signal is sent to drive the ultrasonic transducer in a displacement profile that is a superposition of a combination of different mode shapes that are the same order of magnitude to create the multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber such that the second fluid or particulate is continuously trapped in the standing wave, and then agglomerates, aggregates, clumps, or coalesces together, and subsequently rises or settles out of the host fluid due to buoyancy or gravity forces, and exits the acoustic chamber.
B01D 43/00 - Séparation de particules de liquides, ou de liquides de solides, autrement que par sédimentation ou filtration
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
55.
Acoustophoretic device for angled wave particle deflection
Devices for separating materials from a host fluid are disclosed. The devices include a flow chamber, an ultrasonic transducer, and a reflector. The ultrasonic transducer and reflector create an angled acoustic standing wave oriented at an angle relative to the direction of mean flow through the flow chamber. The angled acoustic standing wave results in an acoustic radiation force having an axial force component that deflects the materials, so that the materials and the host fluid can thus be separated. The angled acoustic standing wave can be oriented at an angle of about 20° to about 70° relative to the direction of mean flow through the flow chamber to deflect, collect, differentiate, or fractionate the materials from the fluid flowing through the device at flow rates of about 400 mL/min up to about 700 mL/min.
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
G01N 29/00 - Recherche ou analyse des matériaux par l'emploi d'ondes ultrasonores, sonores ou infrasonoresVisualisation de l'intérieur d'objets par transmission d'ondes ultrasonores ou sonores à travers l'objet
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
A61M 1/36 - Autre traitement du sang dans une dérivation du système circulatoire naturel, p. ex. adaptation de la température, irradiation
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
G01N 15/00 - Recherche de caractéristiques de particulesRecherche de la perméabilité, du volume des pores ou de l'aire superficielle effective de matériaux poreux
G01N 15/10 - Recherche de particules individuelles
G01N 15/14 - Techniques de recherche optique, p. ex. cytométrie en flux
56.
Methods and apparatus for particle aggregation using acoustic standing waves
Devices for separating materials from a host fluid are disclosed. The devices include an acoustic chamber having an inlet and an outlet. An ultrasonic transducer and reflector create a multi-dimensional acoustic standing wave in the acoustic chamber that traps the materials and permits a continuous separation of the materials from the host fluid. The materials and the host fluid can thus be separately collected. Multiple sets of trapping lines are generated by the acoustic standing wave, and the transducer is oriented to minimize cross-sectional area for straight vertical channels between the trapping lines.
B01D 41/00 - Régénération, à l'extérieur du filtre, de la substance filtrante ou des éléments filtrants utilisés dans la filtration des fluides liquides ou gazeux
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
Acoustic perfusion devices for separating biological cells from other material in a fluid mixture are disclosed. The devices include an inlet port, an outlet port, and a collection port that are connected to an acoustic chamber. An ultrasonic transducer creates an acoustic standing wave in the acoustic chamber that permits a continuous flow of fluid to be recovered through the collection port while keeping the biological cells within the acoustic chamber to be returned to the bioreactor from which the fluid mixture is being drawn.
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
Acoustic perfusion devices for separating biological cells from other material in a fluid mixture are disclosed. The devices include an inlet port, an outlet port, and a collection port that are connected to an acoustic chamber. An ultrasonic transducer creates an acoustic standing wave in the acoustic chamber that permits a continuous flow of fluid to be recovered through the collection port while keeping the biological cells within the acoustic chamber to be returned to the bioreactor from which the fluid mixture is being drawn.
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
Acoustic perfusion devices for separating biological cells from other material in a fluid medium are disclosed. The devices include an inlet port, an outlet port, and a collection port that are connected to an acoustic chamber. An ultrasonic transducer creates an acoustic standing wave in the acoustic chamber that permits a continuous flow of fluid to be recovered through the collection port while keeping the biological cells within the acoustic chamber to be returned to the bioreactor from which the fluid medium is being drawn.
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
60.
Acoustophoretic clarification of particle-laden non-flowing fluids
Acoustophoretic devices for separating particles from a non-flowing host fluid are disclosed. The devices include a substantially acoustically transparent container and a separation unit, with the container being placed within the separation unit. An ultrasonic transducer in the separation unit creates a planar or multi-dimensional acoustic standing wave within the container, trapping particles disposed within the non-flowing fluid and causing them to coalesce or agglomerate, then separate due to buoyancy or gravity forces.
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
An acoustophoresis device which includes a substantially vertical flow path of the fluid mixture in order to improve separation of particles/secondary fluid from a primary fluid is disclosed. The vertical flow path reduces velocity non-uniformities in the acoustic chamber resulting from gravity forces. The device includes an acoustic chamber in which multidimensional acoustic standing waves are generated. The fluid can be introduced into the acoustic chamber using a dump diffuser in which a plurality of inlets enter near the bottom of the acoustic chamber such that flow symmetry reduces both, gravity driven flow non-uniformities, and any flow interference effects between inlet mixture flow into the acoustic chamber and the continuous gravity driven particle cluster drop out.
An apparatus for separating particles from a fluid stream includes a flow chamber that has at least one inlet and at least one outlet. At least one ultrasonic transducer is located on a wall of the flow chamber. The transducer includes a piezoelectric array with at least two piezoelectric elements. The piezoelectric array includes a piezoelectric material to create a multi-dimensional acoustic standing wave in the flow chamber. A reflector is located on the wall on the opposite side of the flow chamber from the at least one ultrasonic transducer.
B01D 43/00 - Séparation de particules de liquides, ou de liquides de solides, autrement que par sédimentation ou filtration
H01L 41/053 - Montures, supports, enveloppes ou boîtiers
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
63.
Separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis
An acoustic standing wave is utilized to separate components from a multi-component fluid, such as oil from an oil-water mixture, in a fluid flow scheme with an acoustophoresis device. For example, the flow scheme and device allows for trapping of the oil as the oil coalesces, agglomerates, and becomes more buoyant than the water.
B01D 17/12 - Dispositifs auxiliaires spécialement adaptés pour être utilisés avec les appareils pour séparer des liquides, p. ex. circuits de commande
C02F 1/40 - Dispositifs pour séparer ou enlever les substances grasses ou huileuses, ou les matières flottantes similaires
B01D 43/00 - Séparation de particules de liquides, ou de liquides de solides, autrement que par sédimentation ou filtration
C02F 103/10 - Nature de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux ou boues d'égout à traiter provenant de carrières ou d'activités minières
C02F 103/00 - Nature de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux ou boues d'égout à traiter
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
An apparatus includes a flow chamber having at least one inlet and at least one outlet. At least one ultrasonic transducer is located on a wall of the flow chamber, which operates to create a multi-dimensional acoustic standing wave in the flow chamber. A reflector is located on the wall on the opposite side of the flow chamber from the at least one ultrasonic transducer. The reflector is formed from a thin structure that provides a pressure release boundary, such as a plastic film/air interface.
B01D 29/52 - Filtres à éléments filtrants stationnaires pendant la filtration, p. ex. filtres à aspiration ou à pression, non couverts par les groupes Leurs éléments filtrants à plusieurs éléments filtrants caractérisés par leur agencement relatif montés en parallèle
B01J 19/10 - Procédés utilisant l'application directe de l'énergie ondulatoire ou électrique, ou un rayonnement particulaireAppareils à cet usage utilisant des vibrations de fréquences audibles ou des ultrasons
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
65.
Acoustophoresis device with dual acoustophoretic chamber
An acoustophoresis device includes an acoustic chamber with a piezoelectric element located within its volume. The piezoelectric element vibrates and generates acoustic standing waves from both sides, so that particles can be separated from fluid passing through the acoustic chamber. This permits the element to be cooled more efficiently, reducing transient heat loads in the fluid traveling through the device.
C12N 13/00 - Traitement de micro-organismes ou d'enzymes par énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. par magnétisme, par des ondes sonores
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
A61L 2/00 - Procédés ou appareils de désinfection ou de stérilisation de matériaux ou d'objets autres que les denrées alimentaires ou les lentilles de contactAccessoires à cet effet
B06B 1/00 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore
C22B 3/00 - Extraction de composés métalliques par voie humide à partir de minerais ou de concentrés
C22B 9/00 - Procédés généraux d'affinage ou de refusion des métauxAppareils pour la refusion des métaux sous laitier électroconducteur ou à l'arc
B03B 5/00 - Lavage de matériaux en grains, en poudre ou en grumeauxSéparation par voie humide
66.
Acoustophoretic separation technology using multi-dimensional standing waves
A system having improved trapping force for acoustophoresis is described where the trapping force is improved by manipulation of the frequency of the ultrasonic transducer. The transducer includes a ceramic crystal. The crystal may be directly exposed to fluid flow. The crystal may be air backed, resulting in a higher Q factor.
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
An acoustophoresis device made up of modular components is disclosed. Several modules are disclosed herein, including ultrasonic transducer modules, input/output modules, collection well modules, and various connector modules. These permit different systems to be constructed that have appropriate fluid dynamics for separation of particles, such as biological cells, from a fluid.
A61M 1/36 - Autre traitement du sang dans une dérivation du système circulatoire naturel, p. ex. adaptation de la température, irradiation
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
B01D 21/00 - Séparation par sédimentation de particules solides en suspension dans des liquides
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
A series of multi-dimensional acoustic standing waves is set up inside a growth volume of a bioreactor. The acoustic standing waves are used to hold a cell culture in place as a nutrient fluid stream flows through the cell culture. Biomolecules produced by the cell culture are collected by the nutrient fluid stream and separated downstream of the cell culture.
B01D 17/06 - Séparation de liquides les uns des autres par l'électricité
B01D 43/00 - Séparation de particules de liquides, ou de liquides de solides, autrement que par sédimentation ou filtration
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
B01D 21/28 - Dispositifs mécaniques auxiliaires pour accélérer la sédimentation, p. ex. par des vibrateurs
71.
Ultrasound and acoustophoresis for water purification
C25B 9/00 - Cellules ou assemblages de cellulesÉléments de structure des cellulesAssemblages d'éléments de structure, p. ex. assemblages d'électrode-diaphragmeCaractéristiques des cellules relatives aux procédés
A61L 2/025 - Procédés ou appareils de désinfection ou de stérilisation de matériaux ou d'objets autres que les denrées alimentaires ou les lentilles de contactAccessoires à cet effet utilisant des phénomènes physiques des ultrasons
C01B 13/11 - Préparation de l'ozone par décharge électrique
C02F 1/36 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout au moyen d'oscillations mécaniques par des vibrations ultrasonores
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
C02F 1/467 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par des procédés électrochimiques par électrolyse par désinfection électrochimique
C02F 1/78 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'ozone
C02F 1/461 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par des procédés électrochimiques par électrolyse
A perfusion bioreactor includes at least one ultrasonic transducer that can acoustically generate a multi-dimensional standing wave. The standing wave can be used to retain cells in the bioreactor, and can also be utilized to dewater or further harvest product from the waste materials produced in a bioreactor.
C12M 1/12 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie avec des moyens de stérilisation, filtration ou dialyse
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/42 - Appareils pour le traitement de micro-organismes ou d'enzymes au moyen d'énergie électrique ou ondulatoire, p. ex. magnétisme, ondes sonores
H01L 41/09 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique
73.
Ultrasound and acoustophoresis for collection and processing of oleaginous microorganisms
Microorganisms such as microalgae are collected and separated from a host medium such as water. Cellular walls and membranes of the microorganisms are then ruptured to release their lipids using a lipid extraction unit. Thereafter, the lipids from the host medium are collected and separated using a lipid collection and separation unit. Related apparatus, systems, techniques and articles are also described.
A system having improved trapping force for acoustophoresis is described where the trapping force is improved by manipulation of the frequency of the ultrasonic transducer. The transducer includes a ceramic crystal. The crystal may be directly exposed to fluid flow. The crystal may be air backed, resulting in a higher Q factor.
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
75.
Separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis
An acoustic standing wave is utilized to separate components from a multi-component fluid, such as oil from an oil-water mixture, in a fluid flow scheme with an acoustophoresis device. For example, the flow scheme and device allows for trapping of the oil as the oil coalesces, agglomerates, and becomes more buoyant than the water.
B01D 29/52 - Filtres à éléments filtrants stationnaires pendant la filtration, p. ex. filtres à aspiration ou à pression, non couverts par les groupes Leurs éléments filtrants à plusieurs éléments filtrants caractérisés par leur agencement relatif montés en parallèle
B01D 43/00 - Séparation de particules de liquides, ou de liquides de solides, autrement que par sédimentation ou filtration
C12M 1/00 - Appareillage pour l'enzymologie ou la microbiologie
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
A system having improved trapping force for acoustophoresis is described where the trapping force is improved by manipulation of the frequency of the ultrasonic transducer. The transducer includes a ceramic crystal. The crystal may be directly exposed to fluid flow. The crystal may be air backed, resulting in a higher Q factor.
B01D 43/00 - Séparation de particules de liquides, ou de liquides de solides, autrement que par sédimentation ou filtration
B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction
77.
Ultrasound and acoustophoresis for collection and processing of oleaginous microorganisms
Microorganisms such as microalgae are collected and separated from a host medium such as water. Cellular walls and membranes of the microorganisms are then ruptured to release their lipids using a lipid extraction unit. Thereafter, the lipids from the host medium are collected and separated using a lipid collection and separation unit. Related apparatus, systems, techniques and articles are also described.
A flow chamber is provided through which is flowed a mixture of a fluid and a particulate. The flow chamber comprises at least one multi-phase water inlet through which multi-phase water enters the flow chamber, a water outlet through which water exits the flow chamber, a solids outlet through which particles having a density at or above a pre-defined threshold exit the flow chamber, and a low density outlet through which particles having a density below the pre-defined threshold exit the flow chamber. Also provided are one or more ultrasonic transducers and one or more reflectors corresponding to each transducer to acoustically filter the fluid and cause particles/fluid to be selectively diverted to one of the outlets. Related apparatus, systems, techniques and articles are also described.
brevets
