铁水动力微流控：用于生物颗粒分离与单细胞表型学的原理、应用与新趋势
系统与控制
2025-11-03 v1 系统与控制
定量方法
摘要
铁水动力微流控技术依靠磁场梯度来操控充满铁流体的微环境中的非磁性颗粒。它已成为实现无标签生物颗粒操控（包括分离与表型学）的有前景的工具。本综述综述了近期在铁流体基微流控平台开发与应用方面的进展，涵盖从微米尺度细胞到亚微米尺度外泌囊泡的多尺度生物颗粒分离。我们概述了铁水动力操控的基本物理原理，包括由铁流体与颗粒相互作用产生的支配性磁浮力。随后，我们描述了这些原理如何实现高分辨率尺寸分离的生物颗粒、亚细胞分离的生物颗粒以及基于物理特性的表型筛选。我们还讨论了铁水动力微流控的关键挑战，包括铁流体生物相容性、系统吞吞量和纳米颗粒耗尽问题。最后，我们概述了未来研究方向，包括机器学习、3D打印和多路检测。这些见解为推动铁流体技术在精密生物医学、诊断和细胞工程中的应用指明了道路。
引用
@article{arxiv.2510.26950,
title = {Ferrohydrodynamic Microfluidics for Bioparticle Separation and Single-Cell Phenotyping: Principles, Applications, and Emerging Directions},
author = {Yuhao Zhang and Yong Teng and Kenan Song and Xianqiao Wang and Xianyan Chen and Yuhua Liu and Yiping Zhao and He Li and Leidong Mao and Yang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.26950},
year = {2025}
}