[发明专利]一种用于多种粒子连续分离的磁分离装置及方法

权利要求书

1.一种多种粒子连续分离的磁分离装置，其特征在于，包括：微流控模块和磁场发生模块；当含有磁性粒子的溶液流入所述微流控模块时，通过所述磁场发生模块产生第一周期梯度磁场和第二周期梯度磁场，第一周期梯度磁场和第二周期梯度磁场共同作用，对溶液中的粒子施加垂直于粒子初始运动方向的磁场作用力，使不同粒径的粒子在运动过程中分离；且避免了溶液中的多个粒子团聚；所述微流控模块具有平行设置的微流控通道；

所述磁场发生模块包括：第一磁体和第二磁体；

所述第一磁体的中心轴平行于y轴，且所述第一磁体的质心与微流控模块的质心沿x轴对齐放置；所述第二磁体的中心轴与所述第一磁体的中心轴在同一xoy平面内互相垂直平分；所述第一磁体和所述第二磁体均放置在微流控模块的沿x轴的同一侧，且所述微流控模块的质心、所述第一磁体的质心和所述第二磁体的质心均共平面；

所述第一磁体用于对所述微流控通道中的溶液施加所述第一周期梯度磁场；所述第二磁体用于对微流控通道中的溶液施加所述第二周期梯度磁场。

2.如权利要求1所述的磁分离装置，其特征在于，所述第一磁体为第一螺线管线圈，所述第二磁体为第二螺线管线圈，且第一螺线管线圈产生的磁场方向平行于y轴，第二螺线管线圈产生的磁场方向平行于x轴。

3.如权利要求1所述的磁分离装置，其特征在于，所述磁场发生模块包括：旋转控制模块和固定在旋转控制模块上的长方形永磁铁；

所述旋转控制模块包括长方形平台和步进电机两部分，该长方形平台正中心打孔固定在步进电机的转子轴上，与转子同步旋转； 永磁铁放置在平台表面正中央，通过步进电机驱动器控制步进电机，使得长方形平台连带永磁铁以永磁铁的质心作为圆心发生周期性旋转，从而产生第一周期梯度磁场和第二周期梯度磁场。

4.如权利要求1所述的磁分离装置，其特征在于，所述微流控通道为T型或Y型。

5.如权利要求1-4任一项所述的磁分离装置，其特征在于，所述磁分离装置还包括多个分离出口，分别设置于所述微流控通道的出口处，用于收集溶液中分离的粒子。

6.如权利要求1-4任一项所述的磁分离装置，其特征在于，所述第一周期梯度磁场和所述第二周期梯度磁场的磁场强度最大值为50mT～100mT。

7.一种基于权利要求1所述的磁分离装置实现多种粒子连续分离的磁分离方法，其特征在于，包括下述步骤：

控制含有磁性粒子的溶液流入所述微流控模块的微流控通道中；

在所述微流控通道的分离通道部分通过对溶液中的粒子施加第一周期梯度磁场和第二周期梯度磁场实现磁分离。

8.如权利要求7所述的磁分离方法，其特征在于，通过设置第一磁体和第二磁体来实现施加磁场，具体包括：

将第一磁体和第二磁体均放置在微流控模块沿直型分离通道的同一侧且将第二磁体的中心轴与第一磁体的中心轴互相垂直平分；将第一磁体的质心与微流控模块的质心共平面，且第一磁体的中心轴平行于所述微流控模块中的分离通道；

通过第一磁体对溶液施加第一周期梯度磁场，通过第二磁体对溶液施加第二周期梯度磁场；且所述第一周期梯度磁场与所述第二周期梯度磁场的最大磁化方向互相垂直。

9.如权利要求7所述的磁分离方法，其特征在于，通过设置永磁铁和旋转控制模块来实现施加磁场，具体包括：

在前半周期内，沿平行于y轴方向放置的永磁铁产生平行于y轴方向的第一周期梯度磁场；

半个周期后，通过旋转控制模块将所述永磁铁顺时针方向旋转90°，使得永磁铁在后半个周期内沿平行于x轴方向放置并产生平行于x轴方向的第二周期梯度磁场；

一个周期后，再通过旋转控制模块控制永磁铁逆时针方向旋转90°回到初始位置，如此循环往复，形成每隔半个周期变化的磁场源。