黄爽+何永清+焦凤

摘 要 微流控芯片中颗粒/细胞的磁操控是当前的热点研究领域。本文详细介绍了微流控芯片中颗粒/细胞磁操控原理及几种主要操控方式，包括分离、集中、捕获与排列组装。其中，基于颗粒/细胞大小、形状以及有无磁性对分离方法展开详述。此外，本文还比较了通道几何结构、磁场强度及分布、磁性液体种类（顺磁盐溶液和磁流体）对操控性能的影响。最后，针对微流控芯片中颗粒/细胞磁操控的前景进行了展望。

关键词 微流控芯片； 磁场； 颗粒/细胞； 磁性液体； 操控； 评述

1 引 言

由于人类对癌症发病机理及癌细胞转移机制至今仍不十分了解，癌症患者仍然有近90%的死亡率[1]。了解癌症的转移机制，并寻求相应的方法制止其转移或将其移除，可以给患者带来有效的治疗。目前，众多的技术与方法已用于分离和分析血液中稀有的循环肿瘤细胞（CTCs），通过对CTCs的无创筛选及生物标记物的探测，可以检测肿瘤的动态[2]。磁性作为物质的固有属性，其差异在磁场下会产生力的效应，可对微尺度的颗粒/细胞进行操控，如磁性分选能将特定的靶细胞从异构的混合物中分离出来[3]。

近年来，微流控技术在化学和生物医学方面的潜在应用备受关注，例如细胞分离[4]、癌症诊断[5]、治疗药物的输送和筛选[6～8]、样品制备[9]、水质量控制和环境监测[10，11]等方面。相比传统技术，微流控的小型化使其具有样品消耗少、花费低、反应时间短、对环境污染少等优点[12，13]。

微流控芯片中颗粒/细胞的操控方式主要包括分离、捕获、集中等，传统的方法有淘选[14]、流体动力学操控[15]等，但准备过程繁杂、成本较高，且容易损失标记的细胞。……