科研進展

深圳先進院在納米顆粒無標記磁分選取得進展

時間:2021-03-22  來源:醫工所 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,中國科學院深圳先進技術研究院醫工所傳感中心楊慧研究員團隊提出了一種片上超高梯度磁場構建方法,并以此開發了超高分辨率的無標記磁分選微流控系統,成功應用于不同尺寸納米顆粒的高效分選。相關研究成果以Label-free separation of nanoscale particles by an ultrahigh gradient magnetic field in a microfluidic device為題發表在國際高水平期刊Nanoscale(中科院一區TOPIF=6.895),并被選為當期的封底文章(Inside back cover)。 論文通訊作者為深圳先進院楊慧研究員,第一作者為博士后曾霖。 

  基于負磁泳的片上磁分選方法可以通過磁性溶液介質對生物樣品進行無標記的尺寸分選,并且具有不損傷生物樣品、磁場靈活可控、系統相對簡單等諸多優點,但是該方法受到磁性溶液介質和微流控芯片結構限制,無法在微通道局部區域形成高梯度磁場,其分辨率一直停留在微米級別,極大地限制了該方法的應用范圍。 

  本研究中,研究人員創新性地提出用鐵磁性粉末在芯片內部合成磁極陣列,并結合高導磁合金和釹鐵硼強磁鐵,構建了片上超高梯度磁場生成系統,可在微通道內部產生高達100,000 T/m的磁場梯度,對比國際上其他已發表工作,此項工作中通過片上磁極陣列將微通道內的磁場梯度提高了100倍以上,顆粒所受的磁力也得到相應提高,因此將分選的分辨率從微米提高到納米級別。為了驗證分選效果,基于該磁場生成系統設計并制造了微流控分選芯片,成功實現了200 nm1 μm顆粒的分選,其中200 nm顆粒的回收率為88.79%,純度高到94.72%,取得了良好的效果。本研究從機理到技術應用層面為納米顆粒無標記磁分選提供了全新方案,所開發的技術和器件為將來納米生物樣品的研究與應用奠定了堅實基礎。 

  該研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省、深圳市等科技項目資助。 

  論文鏈接  

 

納米顆粒分選過程與結果 

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