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摘要
通过磁场力诱导微/纳米微粒定向移动实现分离的磁泳分离技术在生化分离及检测等领域得到了广泛关注,其在微流控系统中的应用及微尺度下的分离特性成为目前研究的热点。基于磁泳分离系统中磁性微粒的受力和运动方程,建立梯度磁场和流场共同作用下磁性微粒的二维动力学数值模型,对不同流速条件和管道结构下微管道内单/双磁性微粒的动力学特性和分离行为进行数值研究。研究表明:T型管道内不同流层的宽度可由入口流速比来调控,当流速比从1增加至6时,磁性微粒所在的流层宽度从100μm减小为53μm,大大降低不同微粒间的初始间距,可有效提高微粒群间的分离识别度;当不同粒子群间完全分离后,在微管道出口处引入扩张通道,可将微粒群间的分离间距从5.4μm提高至26.8μm。在此基础上,实现粒径2和3μm磁性微粒的有效分离。研究结果对于提高磁泳分离效率和优化微流控系统具有理论指导意义。
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单位武汉市妇女儿童医疗保健中心; 国家脉冲强磁场科学中心; 华中科技大学同济医学院; 华中科技大学
