2025年5月23日，闫昇团队将其成果以“A Pump-Free, Hydraulic-Amplification Oscillatory Microfluidic Device for Continuous Particle and Cell Manipulation”为题的论文，发表于《Advanced Science》。深圳大学高等研究院和机电与控制工程学院联合培养硕士生刘勇、深圳大学高等研究院硕士生梁铭怡为共同第一作者，深圳大学高等研究院闫昇研究员为通讯作者。该工作还得到深圳大学高等研究院许杉杉研究员的支持。
微流控技术能够在微尺度流体中实现对颗粒和细胞的时空操控，但其效果往往高度依赖于泵送系统的精确性。为克服这一限制，本文提出了一种无泵源液压放大的振荡微流控装置(PHOMF)，可通过手指按压驱动在微流道内操控颗粒和细胞。PHOMF装置通过液压放大模块传递手指驱动产生的周期性压力，使柔性微流道变形并驱动其内部流体产生振荡流，颗粒和细胞在振荡流场中因空间累积的惯性升力与弹性升力共同作用而实现单线聚焦。基于对PHOMF装置工作原理的阐述，以及在振荡流中粒子弹性-惯性聚焦机制的实验与理论分析，结果表明：在极低的颗粒雷诺数（Rep～O(10⁻⁴)）条件下，阻塞比β = 0.033的微粒可在1分钟内实现单线聚焦。然而，对于雷诺数更低（Rep<O(10⁻⁶)）的纳米颗粒，其扩散效应显著增强（Pe～O(10⁻³)），导致聚焦时间显著延长。此外，通过优化微流道直径、聚氧化乙烯（PEO）浓度、操作频率及流道布局等参数，纳米颗粒聚焦效提升至92%。为验证系统实用性，PHOMF装置被应用于血小板凝块的早期观察（3 min）和癌细胞的快速染色（8 min）。PHOMF装置克服了传统泵控系统的局限，提供了一种便携、易制造的微流控平台，可显著缩短POCT检测时间，其小型化、低成本与高效特性使其具备规模化生产潜力，有望发展为广泛应用的便捷疾病检测工具。
图1. PHOMF装置的工作原理及应用
该成果得到国家自然科学基金、珠江人才计划、台北科技大学-深圳大学联合研究计划和深圳大学卓越研究计划的支持。
原文链接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202507041
