可变细胞微管聚焦

通过调控细胞弹性与流动条件，实现多种聚焦模式的可控切换，为无标记细胞分选提供新的物理基础。

Tianmian, Liu · Zhang, Shenghong · Sugiyama, Kazuyasu · 龚晓波

Physics of Fluids 2026

参数信息

细胞弹性模量范围

190–2685 Pa

雷诺数范围

1–336

细胞与通道直径比范围

0.068–0.271

显著变形阈值毛细数

0.2

技术优势

能控模式切换

通过调节细胞弹性模量或流动参数（Re、ap/d），可在中心聚焦、环带、双环带等模式之间切换，为分选设计提供直接控制手段。

阈值已量化

显著变形与环带分叉对应局部毛细数 Ca ≈ 0.2，据此可预估不同工况下细胞是否进入变形主导区。

生理范围有效

实验覆盖典型生理细胞刚度（190–2685 Pa）和微流控典型流动条件（Re 1–336，ap/d 0.068–0.271），结果可直接用于实际细胞样品。

应用场景

• 微流控细胞分选：利用不同变形性细胞聚焦位置差异，实现无标记、高通量的力学分选，替代传统标志物依赖方法。
• 微流控芯片：该芯片可直接制备并用于观察细胞径向分布，为分选芯片设计提供参数验证平台。
• 无标记细胞分离：仅凭细胞力学性质差异即可实现模式区分，无需任何标记或预处理。
• 细胞力学表征：通过观测聚焦模式与 Ca 阈值，可反推细胞变形能力，提供一种流式力学测量新方法。