聚合物浓度在共流粘弹性亚微米颗粒分离中的影响

操控和分离细胞外囊泡（EVs）、病毒和细菌等亚微米颗粒在生物技术和诊断中具有广泛的应用。粘弹性微流控技术已成为非牛顿流体中高分辨率颗粒分选的强大技术。粘弹性共流系统是粘弹性微流控中用于颗粒分离最常见的设计，已成功应用于 EVs、细菌和癌细胞的分离。然而，目前的研究主要集中在低聚合物浓度的粘弹性流体中的颗粒差异迁移，高聚合物浓度对颗粒迁移和分离的影响在很大程度上仍未得到探索。在这项工作中，我们研究了 100 nm 和 500 nm 颗粒在高聚环氧乙烷（PEO）浓度的粘弹性共流微流控系统中的迁移行为。研究了样品流和鞘流的 PEO 浓度、鞘流与样品流的流速比（FRR）以及总流速对颗粒迁移和最终平衡位置的影响。在低 PEO 浓度下，大颗粒（500-nm）快速向通道中心迁移，而小颗粒（100-nm）表现出缓慢的迁移。相反，在特定的高 PEO 浓度下，出现了一种有趣的逆转现象：小颗粒（100-nm）快速迁移并聚焦在通道中心，而 500-nm 颗粒仍留在侧壁附近。最后，我们成功将这一现象应用于二元亚微米颗粒混合物的分离，100-nm 和 500-nm 颗粒的分离纯度分别达到了 88% 和 87%。这项工作展示了通过调控高聚合物浓度在共流系统中优化基于尺寸的亚微米颗粒分离的潜力。