崔嘉轩, 刘 璐, 李东浩, 朴相范

(1. 延边大学理学院化学系, 吉林 延吉 133002; 2. 延边大学工学院电子系, 吉林 延吉 133002)

微纳尺度物质(尺寸分布为0.1～100 μm的细胞、生物大分子、合成颗粒物、胶体等)的分离分选在生命科学、材料科学和环境科学等领域中至关重要,分离微纳尺度物质将在靶标筛查、个体化差异、新药开发、个体化精准治疗等方面具有巨大意义[1-3]。目前,主要根据微纳尺度物质表面的物理化学性质如尺寸、形状、电荷、质量等不同对其进行分离分选[4]。现有的分离微纳尺度物质方法可以分为两大主流。一种是基于目标物尺寸差异在通道和流体的共同作用下的路径不同,从而实现分离的被动式分离技术,如确定性侧向位移、惯性聚焦、超滤法、离心法等。虽然被动式分离技术取得了一定进展,但其普遍存在分离度低、易堵塞通道、难以实现在线分离检测的问题[5-7]。第二种分离方法是根据混合目标物中不同目标物所具有的物理化学性质不同,通过添加不同的外力场使目标物在分离系统内部的运动行为发生改变,从而实现分离的主动式分离技术,外加力场类型有电场[8]、磁场[9]、流场[10]及声场[11]等,这些主动式分离技术可以实现对微纳尺度物质的在线分离和分选,并且在微颗粒、外泌体、病毒及单细胞分离工作中展现出重要的作用[8,12-15]。然而如何使这些分离技术小型化、集成化、易操作仍然是现今待解决的问题。

微流控技术(microfluidics)也被称为芯片实验室(lab chip),起源于1990年Manz等……