基于旋轉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域展現了廣闊的應用前景，其中精細磁體制造、磁熱療、磁共振成像、靶向載藥等領域對所需磁性粒子的單分散性都有較高的要求，因此，磁性粒子的分離純化方法成為研究熱點之一。
　　 文獻報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聚導致了嚴重的

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：旋轉磁場/周期沉降場流分級和磁場聚焦場流分級。
　　 旋轉磁場/周期沉降場流分級是以纏繞成圈的毛細管作為分離通道，以旋轉磁場代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜止磁場進行磁性粒子分離的方法。磁鐵轉動到磁性粒子上方時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。組分的保留強度和分離度主要受磁鐵旋轉頻率的影響。旋

3、轉磁場可以消除磁場的不可逆捕獲，抑制粒子團聚，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行分離。為了克服這一缺點，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到受力平衡，這一平衡位置與粒子的磁化率有關，磁響應性強的粒子平衡位置更接近管

4、壁，保留更強。這種方法的分辨率與磁場的強度(靜磁場中表現為磁鐵數目；旋轉磁場中表現為頻率)及流體流速相關。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聚，使分離度得以提高。在長度為1.53 m的分離通道中應用靜止或旋轉磁場均可使飽和磁化強度相差35％的兩種模型粒子實現基線分離。
　　 采用旋轉磁鐵作為磁場源不僅可以擴大磁場的作用范圍，便于延長分離通道及增加理論塔板數，還可以將磁感應強度