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3D打印磁微过滤器可远程控制

白小令
2021-06-30 17:04:07

流体设备已经很小了,这就是为什么它们经常被3D打印出来的原因,但是悬浮在液体中的颗粒要小得多。许多化学和生物过程涉及从溶液中过滤出某些颗粒,当您处理微流体通道等小问题时,制作这些过滤器可能很困难。因此,来自合肥工业大学和日本RIKEN高级光子学中心的一组研究人员提出了一个绝妙的主意,即3D打印一种可远程打开和关闭的磁性旋转微滤光器。

研究人员制造了微小的磁驱动旋转过滤器,用于微流体通道。过滤器只有70微米宽,60微米高,方形开口,每侧测量6.5微米。比例尺:10微米(图片来源:中国科技大学董武)

"通过改变外部磁场的方向,我们可以根据需要远程操作微滤镜,以过滤某些大小的粒子,或者允许它们全部通过。该功能可用于在芯片实验室设备中进行的多种化学和生物研究,更重要的是,使芯片得以重复使用。

研究小组取了一些磁性纳米粒子,并将其混合成光聚合物树脂,然后使用双光子聚合,打印旋转微过滤器,使其具有磁性。由于它是磁性的,它可以用微流体设备外部的磁场进行无线操作:保持这种装置密封是令人难以置信的重要,否则研究样品可能会受到污染,所以尽量减少电线出来是一个很好的方法来保持密封。只需旋转磁场 90° 即可激活或停用过滤器。

该微过滤器在含有直径为8微米和2.5微米的聚苯乙烯颗粒的酒精溶液上进行了测试。该小组的大学成员张晨初(Chenchu Zhang)解释了它如何以飞扬的颜色传递,"很明显,小于孔径的颗粒很容易通过微过滤器,而较大的颗粒则被过滤掉。在通过模式时,过滤器捕获的任何较大颗粒都被液体冲走,从而防止过滤器堵塞,并允许重新使用微过滤器。这意味着他们可以使用过滤器将某些大小的颗粒从溶液中拉出,侧身转动,然后冲洗,冲洗捕获的颗粒,然后重复使用过滤器。

制药科学家和医学研究人员将能够在其 3D 打印微流体设备中使用这些廉价的 3D 打印微滤镜,从而使他们的工作更加有效。中国科技大学的王超伟描述了这项技术可能走向的一些潜在方向:"这种过滤器最终可用于对不同大小的细胞进行排序,用于分离循环肿瘤细胞进行分析或检测可能表明疾病的异常大细胞等应用。随着进一步发展,甚至有可能将其用于体内用于癌症检测的设备中。


 

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