港大应用生命光学团队: 免分散惯性聚焦实现高效液体微粒子过滤&分析
高精度，高通量，只需压力驱动的「惯性聚焦」在快速准确排列大量液体微粒子方面拥有同类技术无可比拟的科研和工业应用潜力。 然而，其自带的分散特性会分离大小不一的微粒子，本质上局限于以大小分类微粒子的应用上，与流体细胞仪和微粒子过滤等，需要无差别处理大小不一的粒子的应用场合并不相容。 为拓阔其应用范畴，香港大学谢坚文教授 李泽民博士 分散根源并找寻有效的制约机制，开发出「免分散惯性聚焦」(DIF) 和相关微芯片设 计。 该研究基于计算流体动力学，大规模地模拟惯性力场于不同微粒子大小和液体流速的形态，得出分散本质为「形态的区域化不一致」和抑制的核心条件为「粒子在惯性聚焦开始前只能分布于所有形态的共享区域」。该研究同时总括使用二次流来达致该条件的经验法则，并透过应用于重新设计单面惯性聚焦来展示其可行性 (图 2)。免分散单面聚焦不但保留了原有的< 3微米的高精度和每小时 30 毫升的高通量，更展现原先和其他先进的设计不存在的极低分散指数，能以 >95% 的效率聚焦直径 6 至 30 微米的粒子到单面上(图3)。此独有的无视粒子大小差异的能力使免分散单面聚焦拥有和图像流体细胞仪及微粒子过滤极佳的适性，大幅度地提升高清细胞成像和过滤的收益 (图 4)。 这些结果不但展示惯性聚焦在大小分类以外的应用潜力，其简易的实行方法更是立竿见影，令潜在用户可以立即受惠。该成果以“免分散惯性聚焦和其于高收益多分散微粒子过滤与分析的应用”为题，发表在英国皇家化学会期刊 Lab on a chip
Dispersion-free inertial focusing (DIF) for high-yield polydisperse micro-particle filtration and analysis
Kelvin C. M. Lee* （李泽民 ，香港大学） , Bob M. F. Chung, Dickson M. D. Siu, Sam C. K. Ho, Daniel K. H. Ng and Kevin K. Tsia* （谢坚文 ，香港大学）
Lab Chip , 2024, 24 , 4182-4197 10.1039/D4LC00275J 本文第一及通讯作者，香港大学电机电子工程系博士后研究员，分别于 2015 年及 2019 年于香港大学获得医学工程学士及电机电子工程系博士学位。他的研究涵盖超高速光学成像，微流控及其于图像流体细胞仪，高速流体细胞筛选仪，单细胞分析和医学上的应用。 本文通讯作者，香港大学电机电子工程系教授，生物医学工程系课程总监，2012 年获得香港研究资助局青年学者奖并与 2020 年成为其研究院士，2015 年及 2016 年分别获得香港大学杰出青年学者奖和第 14 届中国青年科技奖。他的研究兴趣涵盖超高速光学成像及其于图像流体细胞仪的应用，细胞检测，高速活体脑成像及其于单细胞分析的应用。他发表过超过 200 篇的论文及书和拥有 4 个已获批及 4 个代批的超高速光学成像的美国发明专利。他同时亦是一家以高速显微镜作癌症筛查的初创公司的共同创办人。 Devices and applications at the micro- and nanoscale 2-年影响因子* 6.1 分 5-年影响因子* 6.3 分 JCR 分区* Q1 化学-分析Q1 化学-跨学科 仪器仪表Q1 生物医学研究方法 Q2 纳米科学与技术 CiteScore 分† 11.1 分 中位一审周期‡ 39 天
Lab on a Chip 报道微米和纳米尺度上的微型化研究，力求发表在物理技术（微米或纳米级的制造、流控、系统集成、分析分离技术等）和应用潜力方面都具有高影响力的原创性工作。该刊最为看重的是论文的创新性，所发表的论文通常要在以下两个方面都有所创新：(i) 微型化器件的物理、工程和材料；(ii) 在生物学、化学、环境科学、食品科学、医学、能源等领域中的应用。
Associate editors
Jean-Christophe Baret
Yoon-Kyoung Cho
Amy Herr
Xingyu Jiang (蒋兴宇)
* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024) † CiteScore 2023 by Elsevier ‡ 中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件 欢迎联系我们发布论文报道RSCChina@rsc.org
