粒子分离

声表面波( TSAWs )与流体在瑞利角耦合时，悬浮在微流控通道内的颗粒会受到直接声辐射力( ARF )，从而产生ARF的两个分量，基于声表面波的微流控器件大多依靠ARF的水平分量横向迁移预聚焦颗粒。虽然ARF的垂直分量的大小是水平分量的两倍多，但由于聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道制备的局限性和颗粒沿垂直方向聚焦的困难，它长期被忽略。本工作设计了一种单层PDMS微流控芯片，用于在垂直平面上对颗粒进行水动力聚焦，同时明确利用水平ARF组件减缓所选颗粒，而更强的垂直ARF组件推动颗粒向上运动，实现连续颗粒分离。所提出的颗粒分离装置具有纯度\u003e 97 %、回收率\u003e 99 %的高通量操作。由于采用了单层微通道设计，结合垂直水动力聚焦，同时利用了ARF的水平和垂直分量，使得其制作简单，通用性强。

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。