Modeling and Characteristics of Magnetic Bead Velocity in Microfluidic Chip for Sample Extraction with Magnetic Separation

摘要： 为提高磁珠分离式生物医学样品的提取效率，采用永磁和软磁体相结合的磁场设计结构，提出一种新型磁珠分离式样品提取微流控芯片。利用静磁学和流体力学基本原理推导出流场中磁珠运动的速度模型，通过多物理场耦合仿真软件对流场中磁珠运动规律进行瞬态仿真，分析软磁体的结构和分布对微流道内磁珠的水平分速度以及竖直分速度的影响关系，计算不同设计结构所允许的磁珠完全吸附时微流道中最大允许流量。结果表明，增大软磁体的厚度可以快速减小磁珠水平运动的速度，并减小其在垂直方向上的波动，且在双软磁体作用时，软磁体的间距越大，水平方向和垂直方向的速度波动越大；间距越小，磁珠粒子速度稳定的时间越短。