▸创新点1:集成电路与微流控系统集成(系统创新)。该论文首次实现了集成电路(IC)与微流控系统的无缝集成,通过将IC芯片直接嵌入微流控系统底部,实现了磁场生成与细胞操控的一体化设计,显著提升了系统的紧凑性和操控效率。
▸创新点2:可编程快速重构磁场模式(电路创新)。IC芯片中的微线圈阵列电路能够根据需求快速重构磁场模式,支持毫秒级的磁场切换,实现了对多个细胞的高效并行操控,突破了传统磁场操控系统的速度限制。
▸创新点3:多细胞同步精确操控(方法创新)。通过微线圈阵列生成的精确磁场模式,系统能够同时对多个磁性珠结合的生物细胞进行独立操控,位置控制精度达到微米级,显著提升了细胞操控的灵活性和准确性。
▸创新点4:SiGe与CMOS双平台验证(技术验证创新)。论文通过SiGe/microfluidic和CMOS/microfluidic两种原型系统的实验验证,证明了该技术的普适性和可扩展性,为不同应用场景下的系统设计提供了参考。
Abstract
This paper introduces an integrated circuit (IC)/mi-
crofluidic hybrid system for magnetic manipulation of biological
cells. The hybrid system consists of an IC and a microfluidic
system fabricated on top. Biological cells attached to magnetic
beads are suspended inside the microfluidic system that main-
tains biocompatibility. The IC contains a microcoil array circuit
that produces spatially-patterned microscopic magnetic fields.
Programmable, rapid reconfiguration of the field pattern made
possible