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科学通报 2011年第21期56卷 1711-1719页

作者：黄炜东张何徐涛李卓荣周雷激杨梦甦厦门大学化学化工学院化学系厦门361005 香港城市大学深圳研究院深圳518057 湖南工程学院湘潭411104

血浆是临床生化检验中一类广泛使用的样品,从全血中分离血浆是生命医学研究领域中一项非常重要的技术.惯性微流(inertial microfluidics)原理的主要特点是无需施加任何外力如电磁力等,仅依靠液体流动就可以在微通道内实现一定尺寸的微... 详细信息

血浆是临床生化检验中一类广泛使用的样品,从全血中分离血浆是生命医学研究领域中一项非常重要的技术.惯性微流(inertial microfluidics)原理的主要特点是无需施加任何外力如电磁力等,仅依靠液体流动就可以在微通道内实现一定尺寸的微粒或细胞的聚焦流动.本研究基于惯性微流原理,设计并制备了具有不对称弯管结构通道的微流控芯片.采用制备的荧光微球作为模型样品考察了装置的性能,发现尺寸越大的微球保持惯性聚集流动的流速范围也越大.在此基础上,利用发展的芯片平台成功实现从稀释的血液样品中将血浆分离.使用芯片对样品进行两次分离,即二级分离后,血液中血红细胞的分离效率超过90%.该装置具有结构简单、体积小巧、操作方便等特点,不仅可以快速分离血浆,而且对血细胞基本无损,易于作为功能模块与现有的一些芯片实验室(lab on a chip,LOC)系统集成结合.

关键词：惯性微流微流控芯片血浆分离

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螺旋通道中稳定增强的二次流构建及其粒子聚焦研究

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分析化学 2024年第4期52卷 504-512页

作者：白汉洁林智慧郭时超龙丹丹牛颜冰赵磊申少斐山西农业大学生命科学学院中兽医药现代化山西省重点实验室西安电子科技大学生命科学技术学院

惯性微流是一种具有高通量精确操控粒子和细胞能力的微流控技术，近年来受到广泛关注。然而，由于惯性微流芯片内二次流的不稳定性，在大尺寸管道内实现粒子流速不敏感的聚焦仍存在挑战。本研究开发了一种微结构辅助的超低高宽比螺旋微... 详细信息

惯性微流是一种具有高通量精确操控粒子和细胞能力的微流控技术，近年来受到广泛关注。然而，由于惯性微流芯片内二次流的不稳定性，在大尺寸管道内实现粒子流速不敏感的聚焦仍存在挑战。本研究开发了一种微结构辅助的超低高宽比螺旋微通道，利用二次流的稳定和加速实现了粒子的惯性聚焦。研究结果表明，在大的流速灌注范围（0.5～3.0 mL/min）内成功实现了粒径分别为7.3和15.5μm的荧光粒子在1 mm宽的螺旋通道芯片内的聚焦，聚焦效率分别达到94%和99%以上。此外，粒子聚焦位置距离管道内壁高达100μm，远大于其它惯性聚焦芯片。因此，通过在螺旋通道芯片内设置等序列的微结构，促使二次流的稳定和增强，完成了流量和粒径不敏感的惯性聚焦。与传统的惯性聚焦方法相比，本方法无需额外的鞘流操作，具有高通量和易于制造的特点。这种创新的结构为便携式惯性微流控芯片的开发提供了更多的选择，可应用于细胞分析与检测、流式细胞仪和在线样品处理等领域。

关键词：微流控芯片惯性微流螺旋通道二次流粒子聚焦

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微通道中弹性颗粒所受惯性升力特性的数值研究

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机械工程学报 2015年第14期51卷 160-166页

作者：王企鲲王浩上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

建立一个简单模型以描述球状颗粒弹性变形特征,并根据'运动相对性原理',提出一种描述弹性颗粒准定常运动的数值计算方法,据此研究在方形截面微通道层流场中,弹性球状颗粒所受惯性升力的空间分布特征,揭示了颗粒的弹性变形对惯性升力的... 详细信息

建立一个简单模型以描述球状颗粒弹性变形特征,并根据'运动相对性原理',提出一种描述弹性颗粒准定常运动的数值计算方法,据此研究在方形截面微通道层流场中,弹性球状颗粒所受惯性升力的空间分布特征,揭示了颗粒的弹性变形对惯性升力的影响特点。研究结果表明:弹性颗粒在低Re数通道内运动时,仍存在稳定的横向聚集位置。与对应刚性颗粒相比,弹性颗粒的聚集位置更靠近通道中心,且随颗粒弹性的增加,其聚集位置会向通道中心偏移;弹性颗粒所受惯性升力的空间分布特征与刚性颗粒相似,但颗粒弹性变形会额外产生一个附加升力。这个附加升力的方向始终指向通道中心且随弹性颗粒变形幅度的增加而增大;弹性颗粒所受的惯性升力由'切应力分量'与'压力分量'构成,然而后者是诱发弹性颗粒产生惯性聚集运动的力学成因。

关键词：颗粒惯性聚集弹性颗粒惯性升力附加升力惯性微流

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微流控芯片上循环肿瘤细胞高效率分选研究

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分析科学学报 2018年第4期34卷 455-462页

作者：申少斐齐永红张璇寇丽莎王德富牛颜冰山西农业大学生命科学学院山西太谷030801 山西省果业工作站山西太原030001

本研究将高通量的惯性微流技术与高回收率的空间位阻技术相结合,设计并制备了一种用于血液中循环肿瘤细胞高效率分选的被动式微流控芯片。该装置通过设置过滤区域、惯性聚集区域、惯性分离区域和空间位阻区域,实现了循环肿瘤细胞的高效... 详细信息

本研究将高通量的惯性微流技术与高回收率的空间位阻技术相结合,设计并制备了一种用于血液中循环肿瘤细胞高效率分选的被动式微流控芯片。该装置通过设置过滤区域、惯性聚集区域、惯性分离区域和空间位阻区域,实现了循环肿瘤细胞的高效率分选,可在不使用任何抗体标记的情况下,从2%血细胞比容血液样品中分选出人源性乳腺癌细胞和人源性宫颈癌细胞,分离速率均达到3.43×10~7 cell/min,癌细胞回收率与富集率均分别大于95.20%和2.05×10~5。对比目前存在的诸多循环肿瘤细胞分离方法,该技术具有高通量、高回收率及高富集率的优势,可为建立癌症患者微型诊断分析平台提供新的技术手段。

关键词：微流控芯片循环肿瘤细胞高效率分选惯性微流空间位阻

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