基于磁力场与速度场协同的高效微通道磁泳分离

摘要：

磁泳是实现生化分离的重要手段之一.根据微通道内磁珠运动基本方程导出了影响磁泳分离效率的新因素,即磁场力矢量与流体速度矢量的夹角,提出改善磁力场与流场的协同性是提高磁泳分离效率的重要途径之一,并基于此设计了T型结构微通道磁泳分离芯片.通过建立磁珠运动的二维动力学模型,并运用有限元和龙格库塔法,对微通道内的磁泳分离效率进行了数值模拟研究.结果发现:相同条件下T型微通道分离效率较普通平直微通道明显提高；在高流速下直通道对小粒径磁珠的磁泳分离失效时,T型微通道仍能实现高效分离.进一步分析表明,T型微通道内分离效率提高的本质在于磁力场与流场的协同作用使得磁珠产生更大的偏转速度,从而增加了分离效率.研究结果对磁泳芯片优化设计具有理论指导意义.

关键词：磁泳分离、T型微通道、分离效率、场协同

所属期刊栏目：41

分类号：O441.2(电磁学、电动力学)

资助基金：国家杰出青年科学基金50925624;国家重点基础研究发展计划2012GB720404;上海市优秀学术带头人计划11XD1403100

在线出版日期：2012-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1620-1627