0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

一款微型磁驱动旋转过滤器,以过滤芯片实验室微流控器件内的微粒

MEMS 来源:麦姆斯咨询 作者:麦姆斯咨询 2021-06-22 10:32 次阅读

中国科学技术大学等科研单位的研究人员开发出一款微型磁驱动旋转过滤器,以过滤芯片实验室微流控器件内的微粒。

90c34360-d2ed-11eb-9e57-12bb97331649.jpg

用于微流控通道的微型磁驱动旋转过滤器,这款过滤器宽仅70微米,高只有60微米,两个侧翼布有很多6.5微米的方形开口(图片来源:中国科学技术大学,比例尺:10微米)

据麦姆斯咨询报道,由中国科学技术大学、合肥工业大学和日本理化学研究所光量子工学研究中心(RIKEN Center for Advanced Photonics,RAP)的研究人员组成的一支国际研究团队制造了一款微型磁驱动旋转过滤器,可用于过滤芯片实验室(lab-on-a-chip)器件内的微粒。他们通过开发一种可用于高精度3D打印(双光子聚合技术)的磁性材料,制作了该款微型旋转过滤器。

据研究人员介绍,微流控芯片,或称为芯片实验室器件,可在仅几平方厘米或更小的芯片上执行多种实验室功能。该类器件可用于众多生物医疗领域,例如筛选具有治疗潜力的药物分子、通过血液检测来发现疾病等。

“通过改变外部磁场的方向,我们制造的微型磁驱动旋转过滤器可以实现远程操作,按需过滤特定大小的微粒。”中国科学技术大学的研究人员吴东介绍说,“该功能可用于芯片实验室器件在化学和生物方面的多种研究工作,重要的是,该滤波器可以被重复使用。”

该研究团队表示,这款微型磁驱动旋转过滤器可以在芯片实验室器件中对微粒进行高效分选。

“这款微型过滤器可用于分类不同大小的细胞,例如分离循环肿瘤细胞(CTC)并进行分析,或检测预示可能患病的异常细胞。”中国科学技术大学的研究人员王朝炜说道,“随着进一步研究,该微型过滤器甚至可以作为癌症检测的器件植入人体内。”

带有微米级孔径的过滤器常用于微流控芯片,作为一种根据孔径大小对微粒或细胞进行分选的方法。然而,由于微型过滤器中孔的数量和形状不能动态改变,现有器件对不同类型的微粒或细胞缺乏按需分类的灵活性。为了扩大微流控芯片的用途,该研究团队开发了一款可以在选择性过滤和“通过”等模式之间自由切换的微型过滤器。

该研究团队利用双光子聚合(Two-photon polymerization,TPP)技术制造了该款微型过滤器。双光子聚合是一种基于光敏材料(光刻胶)同时吸收两个光子的非线性光学过程,该项技术可以高于光衍射极限的精度制造任意3D结构。最终结构材料不仅限于聚合物,例如通过二次化学转化过程可将材料转化为硅。

双光子吸收需要高光强——这是由高度聚焦的飞秒激光束来实现的。由于双光子吸收强度与光强的平方成正比,双光子吸收仅仅在光束聚焦处发生,从而提供很高的空间分辨率。同样地,光刻胶仅仅在光束的椭圆焦点处发生聚合,被称为“体素”(Voxel)。通过利用激光在三维空间内扫描光刻胶可以逐个体素“写出”目标结构。在双光子聚合过程中,材料周围的氧气在某种程度上淬灭自由基,使得最小特征尺寸可达100nm左右。双光子聚合的另一个优点是,许多聚合物在近红外波段线性吸收几乎为零,这使得该波段激光可深入渗透到材料内部。这两个优点使得其余方法无法实现的纳米结构得以生成。

为了制造这款微型过滤器,研究人员合成了磁性纳米粒子,并将其与光刻胶混合,并且还需要优化用于双光子聚合的激光功率密度、脉冲数和扫描间隔。在载玻片上测试其磁驱动特性之后,研究人员将微型过滤器集成到芯片实验室器件中。

为了过滤较大的微粒,研究人员先采用垂直于微通道的磁场,利用过滤器“滞留”大微粒。过滤过程完成之后,可以通过施加一个平行于微通道的磁场,将过滤器旋转90度,以清除大微粒,从而可以根据需要再进行下一次过滤操作。

研究人员利用直径为8.0微米和2.5微米的聚苯乙烯微粒,混合在酒精溶液中,验证了微型过滤器的过滤性能。

“很明显,小于孔径的微粒很容易通过这款微型过滤器,而较大的微粒则被滤出。”中国科学技术大学的研究人员张晨初说道,“当切换到‘通过’模式,过滤器捕获的大微粒都会被流体冲走,这防止了过滤器被堵塞,并实现了过滤器的重复使用。”

该研究成果已发表在Optics Letters期刊上。

责任编辑:lq

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 芯片
    +关注

    关注

    445

    文章

    47476

    浏览量

    407875
  • 过滤器
    +关注

    关注

    1

    文章

    405

    浏览量

    18844
  • 微流控
    +关注

    关注

    14

    文章

    447

    浏览量

    18652

原文标题:3D打印微型旋转过滤器,可重复用于芯片实验室的微粒过滤

文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    前置过滤器的使用寿命有多长?

    前置过滤器的使用寿命有多长? 前置过滤器的使用寿命有多长,这是一个相对而言的概念,因为它的使用寿命取决于多个因素。下面将详细介绍前置过滤器的使用寿命以及影响因素。 一、什么是前置过滤器
    的头像 发表于 12-11 11:38 421次阅读

    springboot过滤器和拦截器哪个先执行

    Spring Boot是一个用于构建Java应用程序的开发框架,它提供了许多功能和工具来简化开发和部署过程。其中两个重要的功能是过滤器和拦截器。本文将详细介绍Spring Boot过滤器和拦截器
    的头像 发表于 12-03 15:00 618次阅读

    半导体微孔过滤器滤芯:精密过滤的关键

    半导体微孔过滤器滤芯是一种高效、精准的过滤装置,能够将液体中的颗粒、细菌和其他杂质进行有效去除。其核心作用主要体现在以下几个方面。
    的头像 发表于 11-02 14:27 615次阅读

    AT32F系列CAN过滤器使用

    AT32F系列 CAN过滤器使用演示AT32F系列CAN过滤器的使用方法。
    发表于 10-27 06:44

    stm8s208的can过滤器怎么设置?

    stm8s208 的 can 过滤器怎么设置?
    发表于 10-26 08:13

    如何设置AT32F4xx系列CAN过滤器

    AT32F4系列CAN过滤器配置方法
    发表于 10-23 08:01

    TSMaster几种过滤器的对比及使用

    TSMaster的4种过滤器://硬件过滤器:可以在硬件端针对数据位进行筛选过滤,硬件过滤。在硬件端阻止接收一部分不需要的报文,留更多带宽对其他报文进行接收。//数据流
    的头像 发表于 10-21 08:21 1195次阅读
    TSMaster几种<b class='flag-5'>过滤器</b>的对比及使用

    智能水肥一体化首部系统之过滤器介绍

    叠片式过滤器水流通过过滤进水口进入过滤器内,通过过滤叠片时过滤叠片在弹簧力和水力的作用下被紧紧地压在一起,杂质颗粒被截留在叠片交叉点,经过
    的头像 发表于 09-08 15:27 307次阅读
    智能水肥一体化首部系统之<b class='flag-5'>过滤器</b>介绍

    滤芯完整性测试丨PFA系列全氟滤芯

    滤芯过滤器的“心脏”,滤芯的好坏直接决定了过滤器过滤能力,因此对滤芯进行完整性检测非常重要。
    的头像 发表于 07-21 17:21 439次阅读
    <b class='flag-5'>滤芯</b>完整性测试丨PFA系列全氟<b class='flag-5'>滤芯</b>

    聊聊布隆过滤器

    布隆过滤器是一个精巧而且经典的数据结构。
    的头像 发表于 06-30 10:03 320次阅读
    聊聊布隆<b class='flag-5'>过滤器</b>

    赛锐特 空气过滤器完整性测试仪# 独家拍摄

    过滤器
    sinceritysmart
    发布于 :2023年06月12日 16:40:19

    过滤器模式是指什么?

    过滤器模式是指通过构造一系列不同的标准实现类,通过这些标准实现类把目标对象(通常是多个)按照对应的标准进行过滤,从而得到想要的对象(或对象组)。
    的头像 发表于 06-01 14:32 874次阅读
    <b class='flag-5'>过滤器</b>模式是指什么?

    一文解析布隆过滤器设计原理

    布隆过滤器 是一个很长的二进制向量 和一系列随机映射函数 ,用于检索一个元素是否在一个集合中 。 它的空间效率 和查询时间 都远远超过一般的算法 ,但是有一定的误判率 (函数返回 true , 意味着元素可能存在,函数返回 false ,元素必定不存在)。
    发表于 05-12 11:14 371次阅读
    一文解析布隆<b class='flag-5'>过滤器</b>设计原理

    如何设置iMXRT1176 FlexCAN过滤器位?

    我目前正在使用 iMXRT1176 的 FlexCAN 模块,并试图了解如何为消息缓冲区设置 id 过滤器位。 我的理解是,例如,我可以向寄存器 RXMGMASK 写入个掩码,确定我想将哪些位
    发表于 03-29 08:39