非对称截面螺旋流道中微粒的惯性聚焦效应

• 作者: 韩帅 张鑫杰 顾乔 刘尧 王昕怡
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 物理学
• 关键词: 微流控 非对称二次流 惯性聚焦 微粒操控 激光加工
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械|Micro/Nano Technology and Fine Mechanics
• 页码范围: 310-319
• 页数: 10页
• 分类号: O352
• 语种: 中文
• DOI: 10.37188/OPE.20223003.0310

摘要

为实现生物微粒/细胞的精确操控,提出了一种非对称截面螺旋流道结构的惯性微流控芯片.基于仿真和实验的方法,对不同尺寸微粒在微流道中的惯性聚焦行为进行了研究.设计了一种"L"形截面的螺旋流道,采用仿真软件COMSOL研究微流道中的二次流场及微粒的运动轨迹.使用UV激光切割与等离子清洗键合的工艺制作芯片样件,采用高速摄像机和荧光显微镜分别拍摄6,10和15μm粒子在微流道中不同流量时的运动轨迹.最后,对粒子运动图片进行堆叠分析,研究微粒的惯性聚焦迁移机理.结果表明:"L"形截面中产生了两对强度不同的非对称二次流场,使得10μm和15μm粒子在微流道外圈实现了强聚焦,而6μm粒子实现了粗聚焦.该研究表明利用非对称二次流可以调节微粒的聚焦位置,为微粒和细胞的精准操控提供新的思路.