基于旋轉(zhuǎn)磁場的粒子分離系統(tǒng).pdf

1、磁性微球和磁性納米粒子在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景，其中精細(xì)磁體制造、磁熱療、磁共振成像、靶向載藥等領(lǐng)域?qū)λ璐判粤Ｗ拥膯畏稚⑿远加休^高的要求，因此，磁性粒子的分離純化方法成為研究熱點(diǎn)之一。
　　 文獻(xiàn)報(bào)道的磁性分離方法主要包括：磁泳分離法、磁性捕獲-釋放法、磁場場流分級法等，但這些方法的局限性顯而易見：首先，現(xiàn)有方法均基于靜止磁場，作用范圍有限，制約著分離通道的長度；更重要的是，磁場所引起的不可逆吸附和粒子磁團(tuán)聚導(dǎo)致了嚴(yán)重的

2、峰展寬，使分離度降低。針對以上問題，我們提出了兩種新型磁性分離方法：旋轉(zhuǎn)磁場/周期沉降場流分級和磁場聚焦場流分級。
　　 旋轉(zhuǎn)磁場/周期沉降場流分級是以纏繞成圈的毛細(xì)管作為分離通道，以旋轉(zhuǎn)磁場代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜止磁場進(jìn)行磁性粒子分離的方法。磁鐵轉(zhuǎn)動到磁性粒子上方時(shí)將粒子吸引至上管壁；磁鐵離開后，粒子在重力作用下自由沉降，沉降速率快的粒子更靠近拋物線流型的中心位置，遷移速率快，優(yōu)先流出。組分的保留強(qiáng)度和分離度主要受磁鐵旋轉(zhuǎn)頻率的影響。旋

3、轉(zhuǎn)磁場可以消除磁場的不可逆捕獲，抑制粒子團(tuán)聚，對于直徑為6.04μm和9.40μm的模型粒子，其分辨率明顯高于基于靜止磁場的分離方法。
　　 旋轉(zhuǎn)磁場/周期沉降場流分級的局限性是不能按照粒子的磁化率不同進(jìn)行分離。為了克服這一缺點(diǎn)，我們通過提高流體流速將普通的磁場場流分級發(fā)展成磁場聚焦場流分級。在這種模式中，流體抬升力和磁場力的共同作用使粒子在某特定流層達(dá)到受力平衡，這一平衡位置與粒子的磁化率有關(guān)，磁響應(yīng)性強(qiáng)的粒子平衡位置更接近管

4、壁，保留更強(qiáng)。這種方法的分辨率與磁場的強(qiáng)度(靜磁場中表現(xiàn)為磁鐵數(shù)目；旋轉(zhuǎn)磁場中表現(xiàn)為頻率)及流體流速相關(guān)。在磁場聚焦場流分級中，粘滯阻力、流體抬升力和剪切力的三重作用同樣可以抑制磁場捕獲和粒子團(tuán)聚，使分離度得以提高。在長度為1.53 m的分離通道中應(yīng)用靜止或旋轉(zhuǎn)磁場均可使飽和磁化強(qiáng)度相差35％的兩種模型粒子實(shí)現(xiàn)基線分離。
　　 采用旋轉(zhuǎn)磁鐵作為磁場源不僅可以擴(kuò)大磁場的作用范圍，便于延長分離通道及增加理論塔板數(shù)，還可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度