科研进展

深圳先进院在纳米颗粒无标记磁分选取得进展

  

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所传感中心杨慧研究员团队提出了一种片上超高梯度磁场构建方法,并以此开发了超高分辨率的无标记磁分选微流控系统,成功应用于不同尺寸纳米颗粒的高效分选。相关研究成果以Label-free separation of nanoscale particles by an ultrahigh gradient magnetic field in a microfluidic device为题发表在国际高水平期刊Nanoscale(中科院一区TOPIF=6.895),并被选为当期的封底文章(Inside back cover)。 论文通讯作者为深圳先进院杨慧研究员,第一作者为博士后曾霖。 

  基于负磁泳的片上磁分选方法可以通过磁性溶液介质对生物样品进行无标记的尺寸分选,并且具有不损伤生物样品、磁场灵活可控、系统相对简单等诸多优点,但是该方法受到磁性溶液介质和微流控芯片结构限制,无法在微通道局部区域形成高梯度磁场,其分辨率一直停留在微米级别,极大地限制了该方法的应用范围。 

  本研究中,研究人员创新性地提出用铁磁性粉末在芯片内部合成磁极阵列,并结合高导磁合金和钕铁硼强磁铁,构建了片上超高梯度磁场生成系统,可在微通道内部产生高达100,000 T/m的磁场梯度,对比国际上其他已发表工作,此项工作中通过片上磁极阵列将微通道内的磁场梯度提高了100倍以上,颗粒所受的磁力也得到相应提高,因此将分选的分辨率从微米提高到纳米级别。为了验证分选效果,基于该磁场生成系统设计并制造了微流控分选芯片,成功实现了200 nm1 μm颗粒的分选,其中200 nm颗粒的回收率为88.79%,纯度高到94.72%,取得了良好的效果。本研究从机理到技术应用层面为纳米颗粒无标记磁分选提供了全新方案,所开发的技术和器件为将来纳米生物样品的研究与应用奠定了坚实基础。 

  该研究工作得到了国家自然科学基金、广东省、深圳市等科技项目资助。 

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纳米颗粒分选过程与结果