在癌症研究中，从血液中分离和表征循环肿瘤细胞有助于评估疾病阶段和监测治疗策略的疗效。这需要一种稳健的方法来将癌细胞与血细胞分离。

科研人员研究了微流体迷宫装置中惯性的、基于尺寸的细胞和颗粒分离，该装置将螺旋几何结构和大量的紧密曲率U形转弯（tight-curvature U-turns）相结合。

“微流体迷宫装置以前有文献提到过，但我们对急剧的U形转弯如何影响不同颗粒和细胞大小以及流动条件下的聚焦感兴趣”作者说，“此外，我们想评估转弯处复杂流场对聚焦动力学和分离的影响。”

在弯曲的微流体通道中，流体在离心力的作用下被径向向外推动。这在中心形成一个空口袋，立即被来自通道顶部和底部的液体填满。随后的Dean涡旋驱动细胞和颗粒的横向迁移，这对于实现良好的基于尺寸的分离是必要的。

通道曲率的突然变化显著改变了Dean涡旋的结构。聚焦增加或减少取决于雷诺数以及颗粒和细胞大小。这些效应在较小的颗粒和较高的雷诺数下最为明显。通过使用更平滑的、曲率恒定的正弦U形转弯，该团队最大限度地减少了横截面流场的波动，这有望改善分离效果。

迷宫分离的细胞比类似大小的刚性球形颗粒要好得多。在未来，研究人员旨在探索细胞变形能力对聚焦流体力学的影响，以研究其原因。

原文信息

标题：Inertial focusing of particles and cells in the microfluidic labyrinth device: Role of sharp turns

期刊号：Biomicrofluidics 16, 044114 (2022)

作者：Anirudh Gangadhar and Siva A. Vanapalli

原文链接（免费阅读）：

https://doi.org/10.1063/5.0101582

期刊介绍

期刊封面

Biomicrofluidics（BMF）是由AIP出版社出版的在线期刊，旨在快速传播与微流控和纳米流控现象相关的基本物理化学机制研究。BMF还发表用于诊断、医疗、生物、制药、环境和化学应用的独特微流控和纳米流控技术的研究。

BMF提供快速出版、多媒体功能，并在全球范围内的学术、国家和地区，以及工业实验室中流通。BMF主要关注高质量的原创性研究文章，还组织了一些特别栏目，帮助解释和定义生物微流体这一跨学科领域特有的挑战。

关于AIP出版社

美国物理联合会出版社（AIP Publishing）是美国物理联合会（American Institute of Physics）旗下的非营利独资出版社，致力于将科研人员与全球的出版物、同行、机构和学协会联系起来，通过服务、工具和平台帮助他们扩大其研究工作的影响力和影响范围。

旗下的出版平台Scitation为全球研究人员、工程师和学生提供最相关、最及时的服务，帮助他们进行学习和研究。我们同时提供一系列电子图书帮助全球科学家、学生和教育工作者发现、调查和探索。