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
刚刚
刚刚
学术侠完成签到,获得积分10
刚刚
李波完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
jjjddyy完成签到 ,获得积分20
2秒前
xxxyyyxxx完成签到,获得积分10
3秒前
迅速的黑猫完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
cuiying发布了新的文献求助10
4秒前
蓝悦完成签到,获得积分10
5秒前
搜集达人应助曹泽宇采纳,获得10
5秒前
FashionBoy应助rain采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
刘佳会发布了新的文献求助10
6秒前
wz完成签到 ,获得积分10
7秒前
整个好活完成签到,获得积分10
7秒前
冰锋三千发布了新的文献求助10
8秒前
00完成签到,获得积分10
8秒前
炙热老黑完成签到,获得积分10
8秒前
乐乐应助冰激凌采纳,获得10
9秒前
10秒前
Akim应助zzq采纳,获得10
11秒前
11秒前
Lucas应助认真的山兰采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
搜集达人应助JIna采纳,获得10
14秒前
yousheng完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
想发sci完成签到,获得积分10
15秒前
chaosyw完成签到,获得积分10
16秒前
susu发布了新的文献求助10
17秒前
重要的灯泡完成签到,获得积分10
17秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
玄风应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 6517892
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8310749
关于积分的说明 17766628
捐赠科研通 5619932
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926111
邀请新用户注册赠送积分活动 1902941
关于科研通互助平台的介绍 1763888