杜加友 郭望城 王瑞金 朱泽飞,

1.浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州,3100182.杭州电子科技大学机械工程学院,杭州,310018

0 引言

利用微通道分选悬浮在液体中的非磁性颗粒(如细胞)，在肿瘤学、干细胞研究和基因测序等领域有着很好的应用前景[1-2]。惯性微流经常用于细胞(或粒子)根据大小的分选，如将血液中的白细胞、红细胞和血小板进行分离。虽然惯性微流可以通过收缩-扩展通道[3-5]或弯曲通道[6-9]来提高分离效率，然而如果要分离尺寸非常接近的颗粒(如正常细胞与变异细胞的大小差距就很小)，仅依靠惯性效应来分离是很困难的。因此，人们开始探索各种方法来加大颗粒在微通道中的侧向迁移，进而产生了声泳[10]、热泳[11]、介电泳[12]、光泳[13]等颗粒分离方法。

磁泳是指黏性介质中的磁性颗粒在受到外加磁场作用下的运动。磁泳分离是磁性颗粒受到磁场力诱导，产生定向移动，从而实现颗粒分离的方法，在生物医药和化学分析中得到了广泛应用[14-17]。然而，非磁性颗粒的分选无法直接利用磁场力，所以大多采用颗粒先与磁珠结合后再用磁场力进行分离的方法[18]，这样就必须预先对被分离颗粒进行磁珠标记。还有一种方法则是利用负磁泳(negative magnetophoresis)来进行分离[19-20]。负磁泳是指非磁性/抗磁性颗粒在黏性液体中受磁场力作用，产生与磁场梯度方向相反的磁浮力，从而推动颗粒远离磁源的运动[21]。值得注意的是，产生负磁泳的先决条件是颗粒的导磁率必须比载流液体(前述的黏性液体)低，这时磁浮力的大小不但与磁场的梯度有关，还与载流液体和非磁性颗粒的磁化强度有关，当然还与颗粒的直径有关[22-24]。……