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摘要
提出了基于面投影微立体光刻3D打印复杂组合形截面微流道的加工方法，结合3D打印和PDMS倒模复刻技术研制了三阶梯和五阶梯两种截面的螺旋流道微流控芯片，流道尺寸精度可控制在20 μm以内。基于制备的微流控芯片，研究了10和6 μm聚苯乙烯荧光粒子在阶梯形流道中的运动过程，结合仿真解析了阶梯形流道中微粒的惯性聚焦迁移机理。研究结果表明，三阶梯流道中10 μm粒子具有3个聚焦平衡位置，分别在3个阶梯的内壁面附近，并且绝大多数粒子聚焦在流道内壁面的阶梯内。6 μm粒子同样具有3个聚焦平衡位置，但在高流量时粒子会稳定聚焦在流道中心和外壁面的2个阶梯内。在五阶梯流道中，流量由低到高增加时，10 μm粒子的聚焦平衡位置由1个变为2个，并且聚焦平衡位置逐渐向流道内壁面迁移，而6 μm粒子则在整个流量范围内均具有稳定的2个聚焦平衡位置。实验结果表明，改变组合形截面的结构可以改变流道截面中二次流旋涡的数量、形态和强度，进而调控粒子的惯性聚焦平衡位置和聚焦束数量。本研究 为生物细胞精准惯性操控提供了新的思路，有助于推动惯性微流控技术在生物医学等领域的应用发展。
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