磁泳

Abstract(#br)We print complex curvilinear microstructures in an elastomer matrix using a ferrofluid droplet as the print head. A magnetic field moves the droplet along a prescribed path in liquid polydimethylsiloxane (PDMS). The droplet sheds magnetic nanoparticle (MNP) clusters in its wake, forming printed features. The PDMS is subsequently heated so that it crosslinks, which preserves the printed features in the elastomer matrix.

基于磁泳技术的微流控装置提供了简单可靠的微尺度物体操作，并提供了从选择性捕获到高通量分选的大规模应用。然而，微系统中微尺度磁体的制造和集成涉及复杂和昂贵的过程。下面我们基于NdFeB颗粒在聚合物基体(聚二甲基硅氧烷，PDMS )中的自组织特性，报道一种廉价易操作的微米级永磁体的制备工艺。X射线层析成像对内部结构的研究发现，颗粒呈链状组织，形成了平均直径为4 µ m的硬磁微结构阵列。首先通过COMSOL仿真对自组装微磁体的磁性能进行了估算。然后，这些微磁体被集成到微流控装置中，作为微捕集器。利用胶体探针原子力显微镜( AFM )和在微流控系统中操作，测量了微磁体对超顺磁珠施加的磁力。力达到几纳米牛顿。增加一个外部毫米大小的磁铁，允许目标磁化和相互作用范围增加。然后，利用集成的微磁体研究了磁珠的磁载捕获效率，在0.5 mL / h和1 mL / h时的捕获效率分别为100 %和75 %，最后通过白细胞耗尽实现了微磁体的细胞分选。