2023年8月16日，闫昇研究员团队将其成果以“Size-tunable elasto-inertial sorting of Haematococcus pluvialis in the ultra-stretchable microchannel”为题，发表于Analytical Chemistry（IF=7.4，中科院工程1区TOP）。深圳大学高等研究院硕士生贾紫萱和吴佳霖为论文共同第一作者，闫昇研究员为独立通讯作者，深圳大学高等研究院和机电与控制工程学院为通讯单位。该工作还得到澳大利亚格里菲斯大学张俊博士的支持。该成果得到广东省基础与应用基础研究基金委，以及深圳市科创委项目的支持。
雨生红球藻是虾青素的良好来源，可减少人体氧化，治疗炎症，甚至减缓乳腺和皮肤癌症细胞的生长。由于雨生红球藻的大小通常与虾青素产量密切相关，基于尺寸大小的微藻分离对高价值藻类提取和藻类定向进化具有深远意义。粘弹性-惯性微流控能够在简单的直通道中实现三维聚焦，无需任何外力场或复杂的通道结构。颗粒尺寸是粘弹性-惯性聚焦和分离的主要参数，颗粒分离的截止阈值高度依赖于堵塞率。对于微藻细胞分离，细胞尺寸是预先确定的，调整阻塞率需要改变微流体通道的直径。然而，一旦在现有的刚性微流控设备中完成管道设计，通道几何形状就很难改变，所以目前的刚性设备不能用于分离截止尺寸不确定的微藻分离。因此开发一种可拉伸微流控，能够实时灵活地调整微流控芯片的几何形状，实现微藻分离截止尺寸的动态调整，具有一定的研究价值。
在这项工作中，团队提出了一种制造超拉伸 Ecoflex 微流控的新方法，并开发了一种用于雨生红球藻的尺寸可调的弹惯性分离技术。首先，团队使用液态金属（镓）作为模具，在没有等离子体键合的情况下直接制造了 Ecoflex 微流控，实现了最大500%的拉伸和超过100%的通道尺寸变化。然后，团队系统地研究了流量、通道伸长和粒径对弹惯性颗粒迁移的影响，发现通道伸长可以高效调节颗粒的聚焦流量范围和临界聚焦尺寸。最后，团队展示了基于 超拉伸Ecoflex微流控的雨生红球藻细胞的无鞘、无标记、动态尺寸可调分离。通过调节通道几何形状，微藻分离通道的分离阈值可以从35μm调节到15μm。与其他微藻分离技术相比，团队的方法显示出优异的分选纯度、产率和可调的微藻分离阈值。团队的研究首次报道了使用弹性惯性微流控对具有宽尺寸分布（5-65μm）的单一微藻细胞进行微流控通道尺寸（>100%拉伸）的宽范围调制和尺寸可调分离。这种微藻分离的尺寸分选技术将为微藻的高产和定向进化提供技术支持。
原文链接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c02648
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