Application of a Halbach magnetic array for long-range cell and particle separations in biological samples

哈尔巴赫阵列 磁铁 磁选 生物磁学 材料科学 平面阵列 磁性纳米粒子 核磁共振 磁场 物理 纳米技术 光学 纳米颗粒 量子力学 冶金
作者
Joo H. Kang,Harry Driscoll,Michael Super,Donald E. Ingber
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:108 (21) 被引量:22
标识
DOI:10.1063/1.4952612
摘要

Here, we describe a versatile application of a planar Halbach permanent magnet array for an efficient long-range magnetic separation of living cells and microparticles over distances up to 30 mm. A Halbach array was constructed from rectangular bar magnets using 3D-printed holders and compared to a conventional alternating array of identical magnets. We theoretically predicted the superiority of the Halbach array for a long-range magnetic separation and then experimentally validated that the Halbach configuration outperforms the alternating array for isolating magnetic microparticles or microparticle-bound bacterial cells at longer distances. Magnetophoretic velocities (ymag) of magnetic particles (7.9 μm diameter) induced by the Halbach array in a microfluidic device were significantly higher and extended over a larger area than those induced by the alternating magnet array (ymag = 178 versus 0 μm/s at 10 mm, respectively). When applied to 50 ml tubes (∼30 mm diameter), the Halbach array removed >95% of Staphylococcus aureus bacterial cells bound with 1 μm magnetic particles compared to ∼70% removed using the alternating array. In addition, the Halbach array enabled manipulation of 1 μm magnetic beads in a deep 96-well plate for ELISA applications, which was not possible with the conventional magnet arrays. Our analysis demonstrates the utility of the Halbach array for the future design of devices for high-throughput magnetic separations of cells, molecules, and toxins.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
闲闲完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
2秒前
漫游完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
liujianxin发布了新的文献求助30
5秒前
lyx发布了新的文献求助10
5秒前
不知完成签到,获得积分10
6秒前
WWL完成签到,获得积分10
6秒前
行悟完成签到 ,获得积分10
6秒前
尹冰露完成签到,获得积分10
6秒前
超帅孱完成签到,获得积分10
7秒前
BruceQ完成签到,获得积分10
8秒前
搜集达人应助WWL采纳,获得10
8秒前
小海盗完成签到,获得积分10
9秒前
khurram完成签到,获得积分10
9秒前
怕黑的寻菱完成签到,获得积分10
11秒前
kryptonite完成签到 ,获得积分10
11秒前
容易66完成签到 ,获得积分10
11秒前
LYZSh完成签到,获得积分10
11秒前
彩色亿先完成签到 ,获得积分10
12秒前
路不迷完成签到,获得积分10
12秒前
不重要的人完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
yanmu2010完成签到,获得积分10
14秒前
小小完成签到,获得积分10
17秒前
大俊哥完成签到,获得积分10
18秒前
不知完成签到 ,获得积分10
18秒前
sy193625发布了新的文献求助10
19秒前
佳宝完成签到,获得积分10
19秒前
樊笼客完成签到,获得积分10
20秒前
现代宝宝完成签到,获得积分10
20秒前
张平一完成签到 ,获得积分10
21秒前
foceman完成签到,获得积分10
21秒前
想上985完成签到,获得积分10
21秒前
爱看文献的小恐龙完成签到,获得积分10
22秒前
阿苏完成签到,获得积分10
22秒前
yym996完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
gaoxiansheng完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6474043
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8276949
关于积分的说明 17647516
捐赠科研通 5554561
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2909870
邀请新用户注册赠送积分活动 1886625
关于科研通互助平台的介绍 1739115