本實(shí)用新型涉及粒子分離技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種粒子分離裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
粒子分離可以用于稀有腫瘤細(xì)胞富集、血液成分分離等體外醫(yī)學(xué)診斷和治療。超聲波粒子分離與電學(xué)、磁學(xué)或光學(xué)的方法相比,具有無(wú)需預(yù)處理、裝置體積小、容易集成和微型化、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì),而且可以通過改變驅(qū)動(dòng)電壓、頻率等超聲參數(shù)和流速等非超聲參數(shù)應(yīng)用于不同情形,可調(diào)性高。現(xiàn)有利用超聲波進(jìn)行粒子分離技術(shù),例如基于聲對(duì)比因子的分離方法,該方法主要利用正、負(fù)聲對(duì)比因子的粒子在超聲駐波場(chǎng)中分別向波節(jié)和波腹處運(yùn)動(dòng),該方法一般在流體通道的中心產(chǎn)生一個(gè)波節(jié),在流體通道的兩側(cè)產(chǎn)生波腹,正聲對(duì)比因子的粒子在聲輻射力作用下運(yùn)動(dòng)到管道中心,而負(fù)聲對(duì)比因子的粒子在聲輻射力作用下運(yùn)動(dòng)到管道兩側(cè),從而實(shí)現(xiàn)粒子分離。但這種方法只能用于分離聲對(duì)比因子符號(hào)相反的粒子,應(yīng)用范圍受限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種粒子分離裝置及系統(tǒng),以解決現(xiàn)有利用超聲波進(jìn)行粒子分離的方法適用范圍受限的問題。
根據(jù)第一方面,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種粒子分離裝置,包括:液體流通通道,包括:樣液入口,用于輸入含有待分離粒子的樣液;鞘液入口,用于輸入鞘液;聚焦通道,分別與所述樣液入口和所述鞘液入口連通;分離通道,與所述聚焦通道連通;所述分離通道與所述聚焦通道的橫截面均為矩形;至少兩個(gè)粒子出口,分別用于輸出分離后的至少兩種粒子;聚焦超聲裝置,用于產(chǎn)生第一超聲波,所述第一超聲波作用于所述聚焦通道內(nèi)的待分離粒子使其運(yùn)動(dòng)至與所述第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上;所述第一超聲波的傳播方向與所述聚焦通道內(nèi)的液體流動(dòng)方向垂直;分離超聲裝置,用于產(chǎn)生第二超聲波,所述第二超聲波作用于所述分離通道內(nèi)的待分離粒子,使不同大小的粒子分離形成不同粒子束;所述第二超聲波的傳播方向與所述分離通道內(nèi)的液體流動(dòng)方向垂直。
可選地,所述聚焦超聲裝置包括相對(duì)設(shè)置的第一超聲裝置和第二超聲裝置,所述第一超聲波為所述第一超聲裝置與所述第二超聲裝置所產(chǎn)生的超聲波合成的駐波;和/或,所述分離超聲裝置包括相對(duì)設(shè)置的第三超聲裝置和第四超聲裝置,所述第二超聲波為所述第三超聲裝置與所述第四超聲裝置所產(chǎn)生的超聲波合成的駐波。
可選地,所述聚焦通道的矩形橫截面的寬度滿足:N1λ1=2L1;其中N1為所述第一超聲波在聚焦通道內(nèi)振幅為0的點(diǎn)的數(shù)目,λ1為所述第一超聲波的波長(zhǎng),L1為所述聚焦通道的矩形橫截面的寬度。
可選地,所述分離通道的矩形橫截面的寬度滿足:N2λ2=2L2;其中N2為所述第二超聲波在分離通道內(nèi)振幅為0的點(diǎn)的數(shù)目,λ2為所述第二超聲波的波長(zhǎng),L2為所述分離通道的矩形橫截面的寬度。
可選地,所述分離通道的矩形橫截面的高度與所述聚焦通道的矩形橫截面的高度相同。
可選地,所述分離通道的矩形橫截面的寬度大于所述聚焦通道的矩形橫截面的寬度。
可選地,所述樣液入口的橫截面積小于所述鞘液入口的橫截面積。
可選地,所述至少兩個(gè)粒子出口包括第一粒子出口和第二粒子出口;所述第一粒子出口為所述分離通道主體的出口;所述第二粒子出口為與所述分離通道主體連通的支路通道。
可選地,所述第一粒子出口的橫截面積大于所述第二粒子出口的橫截面積。
根據(jù)第二方面,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種粒子分離系統(tǒng),包括:第一方面或者第一方面的任意一種可選方式中所述的粒子分離裝置;第一注射泵,用于以固定流速向所述粒子分離裝置注射含有待分離粒子的樣液;第二注射泵,用于以固定流速向所述粒子分離裝置注射鞘液。
本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的粒子分離裝置、系統(tǒng),包括液體流通通道、聚焦超聲裝置和分離超聲裝置,其中液體流通通道包括樣液入口、鞘液入口、聚焦通道、分離通道和至少兩個(gè)粒子出口,通過聚焦超聲裝置產(chǎn)生第一超聲波作用于聚焦通道內(nèi)的待分離粒子使其運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上,通過分離超聲裝置產(chǎn)第二超聲波作用于分離通道內(nèi)的待分離粒子使不同大小的粒子分離形成不同粒子束,從而將大小不同的粒子分離開來。
附圖說明
通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn),附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制,在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的粒子分離裝置的俯視圖;
圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的粒子分離裝置的左視圖;
圖3示出了待分離粒子在聚焦通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上時(shí)的俯視圖;
圖4示出了待分離粒子在粒子分離裝置內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的俯視圖;
圖5示出了待分離粒子通過聚焦通道和分離通道后形成不同粒子束時(shí)的俯視圖;
圖6示出了在通道內(nèi)建立的坐標(biāo)軸的示意圖;
圖7示出了超聲駐波在通道內(nèi)形成一個(gè)波節(jié)時(shí)的示意圖;
圖8示出了待分離粒子的力勢(shì)分布示意圖;
圖9示出了不同半徑的粒子在超聲駐波場(chǎng)中受到的聲輻射力大小的示意圖;
圖10示出了待分離粒子在通道內(nèi)的受力示意圖;
圖11示出了待分離粒子運(yùn)動(dòng)到波節(jié)處的時(shí)間與粒子尺寸的關(guān)系;
圖12示出了形成不同粒子束的已分離粒子從不同出口流出時(shí)的俯視圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一
本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種粒子分離裝置。圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的粒子分離裝置的俯視圖,圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的粒子分離裝置的左視圖。如圖1所示,包括液體流通通道20、聚焦超聲裝置30和分離超聲裝置40。
根據(jù)圖1和圖2,10為橫截面為矩形的基板,在基板10的表面設(shè)置凹槽,在凹槽的上方覆蓋玻璃板50,玻璃板50與基板10之間形成液體流通通道20。聚焦超聲裝置30和分離超聲裝置40位于液體流通通道20的一側(cè)或兩側(cè),設(shè)置于基板10側(cè)邊。基板10及玻璃板的寬度為4mm。
如圖1所示,該液體流通通道20具體包括樣液入口21、鞘液入口22、聚焦通道23、分離通道24和至少兩個(gè)粒子出口。圖2中的20具體可以為聚焦通道23,在不考慮圖中粒子分布情況時(shí),圖2中的20也可以指分離通道24。樣液入口21用于輸入含有待分離粒子的樣液。鞘液入口22用于輸入鞘液。聚焦通道23分別與樣液入口21和鞘液入口22連通。分離通道24與聚焦通道23連通,二者同軸設(shè)置。分離通道24與聚焦通道23的橫截面均為矩形。至少兩個(gè)粒子出口分別用于輸出分離后的至少兩種粒子,如第一粒子出口25和第二粒子出口26。
分離通道24的矩形橫截面的高度與聚焦通道23的矩形橫截面的高度相同,如圖2中所示,均為125μm;分離通道24的矩形橫截面的寬度大于聚焦通道23的矩形橫截面的寬度,聚焦通道23的矩形橫截面的寬度為250μm,分離通道24的矩形橫截面的寬度為300μm;聚焦超聲裝置30沿聚焦通道23軸向的長(zhǎng)度為6㎜,分離超聲裝置40沿分離通道24軸向的長(zhǎng)度為3㎜。
聚焦超聲裝置30,用于產(chǎn)生第一超聲波,該第一超聲波作用于聚焦通道23內(nèi)的待分離粒子使其運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上。第一超聲波的傳播方向與聚焦通道23內(nèi)的液體流動(dòng)方向垂直。分離超聲裝置40,用于產(chǎn)生第二超聲波,第二超聲波作用于分離通道24內(nèi)的待分離粒子使不同大小的粒子分離形成不同粒子束。第二超聲波的傳播方向與分離通道24內(nèi)的液體流動(dòng)方向垂直。
作為本實(shí)施例的一種可選實(shí)施方式,聚焦超聲裝置30包括相對(duì)設(shè)置的第一超聲裝置31和第二超聲裝置32,第一超聲波為第一超聲裝置31與第二超聲裝置32所產(chǎn)生的超聲波合成的超聲駐波。分離超聲裝置40包括相對(duì)設(shè)置的第三超聲裝置41和第四超聲裝置42,第二超聲波為第三超聲裝置41與第四超聲裝置42所產(chǎn)生的超聲波合成的超聲駐波??蛇x地,第一超聲裝置31、第二超聲裝置32、第三超聲裝置41和第四超聲裝置42均為超聲換能器。
如圖4所示,控制聚焦超聲裝置30所發(fā)出的超聲波的波長(zhǎng),使其在聚焦通道23內(nèi)形成超聲駐波,例如控制聚焦超聲裝置30所發(fā)出的超聲波的頻率為6MHz,則超聲駐波在聚焦通道23內(nèi)的波節(jié)數(shù)為2個(gè)。在鞘液與樣液的流速比合適的情況下,樣液會(huì)沿聚焦通道23內(nèi)壁的一側(cè)流動(dòng),從而樣液內(nèi)部的待分離粒子沿聚焦通道23內(nèi)壁的一側(cè)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)待分離粒子在超聲駐波場(chǎng)中受到聲輻射力的作用,該聲輻射力可以根據(jù)Gorkov方程計(jì)算:
其中,F(xiàn)ac為粒子受到的聲輻射力,其大小與粒子的體積(Vp)、聲輻射壓(p0)、波長(zhǎng)(λ)、壓縮性(β)、密度(ρ)以及粒子與駐波節(jié)之間的距離x有關(guān);下標(biāo)p,m分別代表粒子和介質(zhì);Φ(β,ρ)定義為聲對(duì)比因子(acoustic contrast factor),表征粒子與周圍介質(zhì)的壓縮性和密度的差異。
其中,N為通道內(nèi)形成的波節(jié)數(shù),λ為波長(zhǎng),L為通道寬度。
駐波場(chǎng)中,聲壓可以表示為
p(x,t)=p0cos(kx)cos(wt) (3)
其中,p(x,t)是瞬時(shí)聲壓;p0是聲壓幅值;表示波數(shù);w=2πf表示角頻率。
如圖6所示,將坐標(biāo)軸原點(diǎn)設(shè)置在通道中心處,在通道內(nèi)建立坐標(biāo)軸。利用公式(1)和(3)可以計(jì)算出在通道內(nèi)之間形成的駐波場(chǎng)聲壓和粒子受到的聲輻射力,如圖7所示。圖7所示的是在通道內(nèi)形成一個(gè)波節(jié)的情況,其橫軸表示待分離粒子在通道中沿圖5所示的x軸方向的位置,縱軸表示聲輻射力或聲壓的大小(正負(fù)值表示方向相反),實(shí)線代表聲輻射力隨粒子在x軸方向位置的變化,虛線代表聲壓隨粒子在x軸方向位置的變化。位于負(fù)半軸的粒子受到的聲輻射力為正(指向波節(jié)),位于正半軸的粒子受到的聲輻射力為負(fù)(指向波節(jié)),因此,初始位置不在波節(jié)處的粒子將在聲輻射力作用下向波節(jié)處運(yùn)動(dòng),駐波波節(jié)處的力勢(shì)為零,形成勢(shì)阱,圖8示出了待分離粒子沿圖6所示的x軸方向的力勢(shì)分布,其橫軸表示待分離粒子在通道中沿圖5所示的x軸方向的位置,縱軸表示力勢(shì)的大小。由于上述原因,聚焦通道內(nèi)的每個(gè)待分離粒子會(huì)在波節(jié)處保持平衡狀態(tài),并向前運(yùn)動(dòng),從而當(dāng)有多個(gè)粒子時(shí)會(huì)運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上,如圖3和圖4所示。
根據(jù)(1)式,粒子受到的聲輻射力與粒子的體積成正比,而粒子的體積為因此粒子所受聲輻射力與粒子半徑的三次方成正比,從而尺寸有微小差異的粒子在聲場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡相差很大,不同半徑的粒子在超聲駐波場(chǎng)中受到的聲輻射力大小如圖9所示。波節(jié)處的粒子受到的聲輻射力為零,波腹處的粒子受到的聲輻射力最大,且指向波節(jié)位置;半徑越大的粒子受到的聲輻射力顯著增大。
粒子在流體和駐波場(chǎng)中受到的主要作用力除了聲輻射力,還有重力、浮力和流體曳力,如圖10所示。重力和浮力相互抵消,曳力可以表示為
Fdrag=6πηr(U-v) (4)
其中,η為流體的動(dòng)態(tài)粘度,r為粒子半徑,U和v分別為流體和粒子的速度??梢哉J(rèn)為流體在通道橫向的速度為零,則(4)式可以簡(jiǎn)化為
Fdrag=-6πηrv (5)
根據(jù)粒子所受聲輻射力和曳力相等時(shí)Fdrag=Fac,利用(1)和(5式)得
求解(6)式可得不同尺寸的粒子從通道側(cè)壁附近運(yùn)動(dòng)到波節(jié)處的時(shí)間,如圖11所示,不同尺寸的待分離粒子運(yùn)動(dòng)到波節(jié)處的時(shí)間不同,因而他們的運(yùn)動(dòng)軌跡不同。
如圖4所示,同時(shí)控制分離超聲裝置40所發(fā)出的超聲波的波長(zhǎng),使其在分離通道24內(nèi)形成超聲駐波,例如控制分離超聲裝置40所發(fā)出的超聲波的頻率為2.5MHz,則超聲駐波在分離通道24內(nèi)的波節(jié)數(shù)為1個(gè),并且分離通道24內(nèi)波節(jié)的位置與聚焦通道23內(nèi)波節(jié)的位置不在同一平面內(nèi)。在分離通道24內(nèi),待分離粒子中的大粒子所受到的聲輻射力較大,且其運(yùn)動(dòng)到波節(jié)處所需的時(shí)間較短,從而在超聲駐波的作用下分離通道24內(nèi)的大粒子與小粒子迅速分離,形成不同的粒子束,如圖4和圖5所示。
如圖1、圖4及圖12所示,分離后的大粒子通過第一粒子出口25流出,小粒子通過第二粒子出口26流出,從而實(shí)現(xiàn)樣液里待分離粒子中的大粒子與小粒子分離開來。其中,第一粒子出口25為分離通道24主體的出口,第二粒子出口26為與分離通道24主體連通的支路通道。
需要補(bǔ)充說明的是,第一粒子出口25并不限于設(shè)置在分離通道24的主體,也可以是分離通道24的支路通道;此外,粒子出口可以有多個(gè),并不限于圖1中所示的2個(gè),還可以更多個(gè),以分離出半徑大小相差較大的多種粒子。
此外,聚焦超聲裝置30,也可以是僅設(shè)置于聚焦通道23一側(cè)的單個(gè)超聲發(fā)生裝置,例如超聲換能器,所發(fā)出的超聲波的傳播方向與聚焦通道23內(nèi)的液體流動(dòng)方向垂直;相應(yīng)的波節(jié)位置對(duì)應(yīng)為單一超聲波中振幅為0的位置。類似地,分離超聲裝置40,也可以是僅設(shè)置于分離通道24一側(cè)的單個(gè)超聲發(fā)生裝置,例如超聲換能器,所發(fā)出的超聲波的傳播方向與分離通道24內(nèi)的液體流動(dòng)方向垂直;相應(yīng)的波節(jié)位置對(duì)應(yīng)為單一超聲波中振幅為0的位置。
聚焦超聲裝置30所產(chǎn)生的第一超聲波或超聲駐波沿聚焦通道23軸向的長(zhǎng)度(即圖1中超聲換能器31和32的長(zhǎng)度)根據(jù)鞘液流速、樣液流速及超聲波或超聲駐波的頻率確定,只需保證在該聚焦超聲裝置30所發(fā)出的超聲波的作用下待分離粒子到達(dá)分離通道24前運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上即可。分離超聲裝置40所產(chǎn)生的第二超聲波或超聲駐波沿分離通道24軸向的長(zhǎng)度(即圖中超聲換能器41和42的長(zhǎng)度)粒子半徑差異的大小及超聲波或超聲駐波的頻率確定,只需保證在該分離超聲裝置40所發(fā)出的超聲波的作用下已運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上的待分離粒子中的不同大小的粒子在到達(dá)任意一個(gè)粒子出口前形成不同粒子束即可。
聚焦通道23的矩形橫截面的寬度并不限于圖1中所示的250μm,只需滿足:N1λ1=2L1即可,其中N1為第一超聲波在聚焦通道內(nèi)振幅為0的點(diǎn)的數(shù)目(或者超聲駐波的波節(jié)的數(shù)目),λ1為第一超聲波的波長(zhǎng)(或者超聲駐波的波長(zhǎng)),L1為聚焦通道的矩形橫截面的寬度。分離通道的矩形橫截面的寬度并不限于圖1中所示的300μm滿足:N2λ2=2L2即可。其中N2為第二超聲波在分離通道內(nèi)振幅為0的點(diǎn)的數(shù)目(或者超聲駐波的波節(jié)的數(shù)目),λ2為第二超聲波的波長(zhǎng)(或者超聲駐波的波長(zhǎng)),L2為分離通道的矩形橫截面的寬度。
聚焦通道23與分離通道24可以是同軸設(shè)置,也可以不是同軸設(shè)置,例如二者的軸線平行。
分離通道的矩形橫截面的寬度可以大于或等于聚焦通道的矩形橫截面的寬度。分離通道的矩形橫截面的寬度大于聚焦通道的矩形橫截面的寬度時(shí)更有利于快速、準(zhǔn)確地將不同大小的粒子分離。具體地,當(dāng)待分離粒子從聚焦通道23運(yùn)動(dòng)到分離通道時(shí),原本沿通道內(nèi)壁一側(cè)運(yùn)動(dòng)的小粒子受到的聲輻射力較小,由于通道的橫截面積增大,在液流作用下依然沿分離通道內(nèi)壁一側(cè)運(yùn)動(dòng);而大粒子由于受到的聲輻射力較大,其會(huì)向通道中部的波節(jié)點(diǎn)(或振幅為0的點(diǎn))位置運(yùn)動(dòng)。由此,大、下粒子所處的平面之間的距離會(huì)快速加大,從而能夠更快速、準(zhǔn)確地分離出不同大小的粒子。
聚焦通道23及分離通道24的長(zhǎng)度根據(jù)鞘液及樣液的流速或流速比確定。具體地,聚焦通道23的長(zhǎng)度需保證在待分離粒子超聲波的作用下到達(dá)分離通道24前運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上,分離通道24的長(zhǎng)度需保證待分離粒子中的不同大小的粒子在到達(dá)任意一個(gè)粒子出口前形成不同粒子束。
可選地,第一粒子出口25的橫截面積大于第二粒子出口26的橫截面積,較小的第二粒子出口使得流出的液流較細(xì),避免大粒子由于液流變化而改變運(yùn)動(dòng)方向流入第二粒子出口,即更為準(zhǔn)確地分離出小粒子。
可選地,樣液入口21的橫截面積小于鞘液入口22的橫截面積,可以使得聚焦通道內(nèi)的鞘液流量大于樣液流量,從而樣液中的待分離粒子能夠更加貼近通道內(nèi)壁一側(cè)。
實(shí)施例二
本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種粒子分離系統(tǒng),如圖1所示,包括實(shí)施例一或?qū)嵤├坏娜我庖环N可選實(shí)施方式所述的粒子分離裝置。此外,還包括第一注射泵60和第二注射泵70。
第一注射泵60用于以固定流速向粒子分離裝置注射含有待分離粒子的樣液。第二注射泵70用于以固定流速向粒子分離裝置注射鞘液。樣液的流速與鞘液的流速可以相同,也可以不同。可選地,鞘液的流速大于樣液的流速更有利于樣液中的待分離粒子快速運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上,如二者比值為5:3。
實(shí)施例三
本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種使用實(shí)施例一或?qū)嵤├坏娜我庖环N可選實(shí)施方式所述的粒子分離裝置,或者實(shí)施例二所述的粒子分離系統(tǒng)進(jìn)行粒子分離的方法,該方法包括下列步驟:
S10:調(diào)節(jié)聚焦超聲裝置產(chǎn)生第一超聲波,并調(diào)節(jié)分離超聲裝置產(chǎn)生的第二超聲波,并使第一超聲波振幅為0的點(diǎn)與第二超聲波振幅為0的點(diǎn)形成不同粒子束??蛇x地,第二超聲波的波長(zhǎng)大于第一超聲波的波長(zhǎng)。
第二超聲波振幅為0的點(diǎn)(或超聲駐波)所形成的平面與第一超聲波振幅為0的點(diǎn)(或超聲駐波)所形成的平面為不同平面可使待分離粒子在聲輻射力的作用下向超聲波振幅為0的點(diǎn)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)粒子分離。第二超聲波與第一超聲波的波長(zhǎng)相差越大,兩個(gè)平面之間的距離越大,更有利于準(zhǔn)確、快速地將待分離粒子分離。
S20:通過樣液入口輸入含有待分離粒子的樣液,同時(shí)通過鞘液入口輸入鞘液,使得在聚焦通道內(nèi)樣液中的待分離粒子可以運(yùn)動(dòng)至與第一超聲波的傳播方向垂直的同一平面上,且該平面貼近通道內(nèi)壁一側(cè)。
雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下作出各種修改和變型,這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。