RU206586U1 - Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles - Google Patents

Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles Download PDF

Info

Publication number
RU206586U1
RU206586U1 RU2021111274U RU2021111274U RU206586U1 RU 206586 U1 RU206586 U1 RU 206586U1 RU 2021111274 U RU2021111274 U RU 2021111274U RU 2021111274 U RU2021111274 U RU 2021111274U RU 206586 U1 RU206586 U1 RU 206586U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
magnetic
microwires
nanoparticles
cells
Prior art date
Application number
RU2021111274U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Владимировна Беклемишева
Владимир Григорьевич Костишин
Лариса Владимировна Панина
Николай Анатольевич Юданов
Анастасия Алексеевна Гуревич
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2021111274U priority Critical patent/RU206586U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU206586U1 publication Critical patent/RU206586U1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к технологиям построения магнитных микросистем, основанных на аморфных микропроводах, и может быть использована в биомедицине, медицинской физике и биотехнологиях для контроля, управления и фиксации парамагнитных и диамагнитных объектов. Устройство бесконтактного управления движением клеток и наночастиц в биообъектах содержит подложку с матричной системой микрокатушек, соединенных с блоком управления. На подложке размещена матрица, состоящая из параллельно-перпендикулярно расположенных аморфных микропроводов в биосовместимой стеклянной оболочке, образующих решетку с возможностью локального формирования высокоградиентного магнитного поля в ее узлах. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства обеспечения бесконтактного управления движением клеток и управления распределением магнитных наночастиц в биообъектах. 4 ил.The utility model relates to technologies for constructing magnetic microsystems based on amorphous microwires and can be used in biomedicine, medical physics, and biotechnology to control, control, and fix paramagnetic and diamagnetic objects. The device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles in biological objects contains a substrate with a matrix system of microcoils connected to the control unit. A matrix is placed on the substrate, consisting of parallel-perpendicularly located amorphous microwires in a biocompatible glass shell, forming a lattice with the possibility of local formation of a high-gradient magnetic field in its nodes. The technical result is to expand the functionality of the device for providing contactless control of cell movement and control of the distribution of magnetic nanoparticles in biological objects. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к технологиям построения магнитных микросистем, основанных на аморфных микропроводах, и может быть использована в биомедицине, медицинской физике и биотехнологиях для контроля, управления и фиксации парамагнитных и диамагнитных объектов.The utility model relates to technologies for constructing magnetic microsystems based on amorphous microwires and can be used in biomedicine, medical physics, and biotechnology to control, control, and fix paramagnetic and diamagnetic objects.

Известно магнитное устройство для цилиндрических диамагнитных материалов (US 8895355, опублик. 25.11.2014), состоит из массива диаметрально намагниченных цилиндрических магнитов (размером около 1 см.), располагающихся параллельно друг другу парами на подложке для улавливания графитовых трубок постоянным градиентным магнитным полем.A known magnetic device for cylindrical diamagnetic materials (US 8895355, published on November 25, 2014), consists of an array of diametrically magnetized cylindrical magnets (about 1 cm in size), arranged in parallel to each other in pairs on a substrate for capturing graphite tubes with a constant gradient magnetic field.

Недостатками устройства являются узкоспециализированное применение, в частности, возможность захвата только графитовых трубок, углеродных нанотрубок; отсутствие возможности перемещения фиксируемых диамагнитных объектов из одной области системы в другую, связанная с геометрией расположения микромагнитов; крупный размер цилиндрических постоянных магнитов (порядка 1 см.); отсутствие возможности управления градиентами поля в процессе проведения исследования.The disadvantages of the device are highly specialized application, in particular, the ability to capture only graphite tubes, carbon nanotubes; the inability to move the fixed diamagnetic objects from one area of the system to another, associated with the geometry of the location of the micromagnets; large size of cylindrical permanent magnets (about 1 cm); lack of the ability to control field gradients during the study.

Наиболее близким аналогом является устройство («Diamagnetically trapped arrays of living cells above micromagnets» Lab Chip, 11, 3153-3161, опублик. 04.07.2011), которое представляет собой систему микромагнитов на кремниевой подложке, создающую фиксированные градиенты магнитных полей, осуществляющих фиксацию и сортировку диамагнитных объектов.The closest analogue is a device ("Diamagnetically trapped arrays of living cells above micromagnets" Lab Chip, 11, 3153-3161, published 04.07.2011), which is a system of micromagnets on a silicon substrate that creates fixed gradients of magnetic fields that fix and sorting diamagnetic objects.

Недостатками прототипа являются узкоспециализированное применение и относительно сложная технология изготовления; отсутствие возможности управления градиентами поля в процессе проведения исследования; отсутствие возможности перемещения фиксируемых диамагнитных объектов из одной области системы в другую, связанная с геометрией микромагнитов; отсутствие возможности управления коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью микромагнитов извне.The disadvantages of the prototype are highly specialized application and relatively complex manufacturing technology; lack of the ability to control field gradients during the study; the inability to move the fixed diamagnetic objects from one area of the system to another, associated with the geometry of the micromagnets; inability to control the coercive force and remanent magnetization of micromagnets from the outside.

Технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения бесконтактного управления движением клеток и управления распределением магнитных наночастиц в биообъектах.The technical result of the utility model is to expand the functionality by providing contactless control of cell movement and control of the distribution of magnetic nanoparticles in biological objects.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Устройство бесконтактного управления движением клеток и наночастиц в биообъектах содержит подложку с матричной системой микрокатушек, соединенных с блоком управления, на которой размещена матрица, состоящая из параллельно-перпендикулярно расположенных аморфных микропроводов в биосовместимой стеклянной оболочке, образующих решетку с возможностью локального формирования высокоградиентного магнитного поля в ее узлах.The device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles in biological objects contains a substrate with a matrix system of microcoils connected to a control unit, on which a matrix is located, consisting of parallel-perpendicularly arranged amorphous microwires in a biocompatible glass shell, forming a lattice with the possibility of local formation of a high-gradient magnetic field in it. nodes.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана геометрия расположения микропроводов друг относительно друга, фиг. 2 - общий вид расположения подмагничивающих микрокатушек, на фиг. 3 - схема соединения матричной системы микрокатушек; на фиг. 4 - результат моделирования потенциальной энергии систем микропроводов.The utility model is illustrated by a drawing, where FIG. 1 shows the geometry of the arrangement of microwires relative to each other, FIG. 2 is a general view of the arrangement of the magnetizing microcoils, FIG. 3 - connection diagram of the matrix system of microcoils; in fig. 4 - the result of modeling the potential energy of microwire systems.

Полезная модель включает: аморфные микропровода 1, исследуемый объект 2 (клетка), подложка 3, матричная микрокатушка 4, держатель 5 подложки (корпус). Работа устройства осуществляется следующим образом.The utility model includes: amorphous microwires 1, object 2 (cell), substrate 3, matrix microcoil 4, substrate holder 5 (body). The device operates as follows.

Аморфные ферромагнитные микропровода 1 в стеклянной биосовместимой оболочке, образуют решетку из параллельно и перпендикулярно уложенных микропроводов 1, градиенты магнитных полей которых можно изменять в процессе проведения исследования. Коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью микропроводов 1 легко управлять извне с помощью микрокатушек 4.Amorphous ferromagnetic microwires 1 in a glass biocompatible shell, form a lattice of parallel and perpendicularly laid microwires 1, the magnetic field gradients of which can be changed during the study. The coercive force and remanent magnetization of microwires 1 can be easily controlled from the outside using micro coils 4.

Система микропроводов 1 разработана для бесконтактного управления движением клеток и управления распределением магнитных наночастиц в биообъектах и позволяет осуществлять сортировку клеток, реализовывать диамагнитный и парамагнитный захват, управлять распределением магнитных наночастиц.The microwire system 1 is designed for contactless control of the movement of cells and control of the distribution of magnetic nanoparticles in biological objects and allows sorting cells, implementing diamagnetic and paramagnetic capture, and controlling the distribution of magnetic nanoparticles.

Управление распределением магнитных наночастиц в биообъектах происходит следующим образом. Емкость с исследуемой клеточной суспензией или суспензией парамагнитных наночастиц имеет произвольное диффузионное распределение частиц, она помещается на поверхность устройства, наночастицы или парамагнитные частицы в результате вынужденной диффузии под действием магнитного поля перераспределяются и фокусируются локально в точках максимума градиентного поля, сформированных в узлах решетки микропроводов. Перераспределение магнитных наночастиц осуществляется изменением градиента магнитного поля путем перемагничивания микропроводов 1 системой микрокатушек 4, расположенных на подложке 3. По окончании исследования суспензия удаляется с поверхности устройства.The distribution of magnetic nanoparticles in biological objects is controlled as follows. The container with the investigated cell suspension or suspension of paramagnetic nanoparticles has an arbitrary diffusion distribution of particles; it is placed on the surface of the device; as a result of forced diffusion under the action of a magnetic field, nanoparticles or paramagnetic particles are redistributed and focused locally at the points of the gradient field maximum formed at the nodes of the microwire lattice. Redistribution of magnetic nanoparticles is carried out by changing the magnetic field gradient by reversing the magnetization of microwires 1 by a system of microcoils 4 located on a substrate 3. At the end of the study, the suspension is removed from the surface of the device.

Бесконтактное управление движением клеток происходит следующим образом. Для построения магнитной матрицы используются аморфные микропровода 1 на основе кобальта в стеклянной оболочке, полученные методом Улитовского-Тейлора, с диаметрами от 15 до 50 мкм. При параллельно-перпендикулярном расположении микропроводов 1 в узлах решетки формируются сильные градиенты магнитного поля. Формируется система микропроводов 1 на подложке 3, на которую помещают клеточную суспензию с гадолиниевым контрастом. Клетки перераспределяются - захватываются магнитными ловушками. Клетка, захваченная этими градиентами, может удерживаться в узлах решетки или может быть перемещена в другой узел путем перемагничивания определенного микропровода 1 соответствующей ей матричной катушкой 4. Подложка 3, содержит интегрированную матрицу катушек 4, каждая катушка при протекании через нее тока 500 мА способна создать градиент магнитного поля 104 Тл/м.Contactless control of the movement of cells is as follows. To build a magnetic matrix, amorphous microwires 1 based on cobalt in a glass shell, obtained by the Ulitovsky-Taylor method, with diameters from 15 to 50 μm are used. With a parallel-perpendicular arrangement of microwires 1, strong magnetic field gradients are formed at the lattice nodes. A system of microwires 1 is formed on a substrate 3, on which a cell suspension with gadolinium contrast is placed. Cells are redistributed - captured by magnetic traps. The cell captured by these gradients can be held in the nodes of the lattice or can be moved to another node by magnetizing a certain microwire 1 with its corresponding matrix coil 4. Substrate 3 contains an integrated matrix of coils 4, each coil, when a current of 500 mA flows through it, is capable of creating a gradient magnetic field 10 4 T / m.

Предложенные матрицы аморфных микропроводов 1 с продольной намагниченностью создают уникальный профиль распределения магнитного поля с седловидным минимумом, что позволяет реализовать левитацию диамагнитных клеток с относительной восприимчивостью порядка 10-5. Создаваемые градиентные магнитные поля могут представлять интерес для осуществления магнитного транспорта парамагнитных частиц. В результате проведенного моделирования было продемонстрировано, что для парамагнитной восприимчивости порядка 10-4 и характерных параметров диффузии в жидкости концентрация частиц около провода увеличивается почти в 2.5 раза через характерное время порядка 30 с, что соответствует стационарному распределению.The proposed matrices of amorphous microwires 1 with longitudinal magnetization create a unique profile of the magnetic field distribution with a saddle-shaped minimum, which makes it possible to implement levitation of diamagnetic cells with a relative susceptibility of the order of 10 -5 . The created gradient magnetic fields can be of interest for the implementation of magnetic transport of paramagnetic particles. As a result of the simulation, it was demonstrated that for the paramagnetic susceptibility of the order of 10 -4 and the characteristic parameters of diffusion in the liquid, the concentration of particles near the wire increases by almost 2.5 times after a characteristic time of about 30 s, which corresponds to a stationary distribution.

Так как системы микропроводов 1 используются при работе с живыми клетками необходимо гарантировать, что микропровода 1, а также создаваемые ими сильные поля не вызывают преждевременно смертности клеток. Для определения нетоксичности поверхности микропроводов 1, а также безопасности высокоградиентных полей, произведены экспериментальные исследования, подтверждающие биосовместимость микропроводов.Since microwire systems 1 are used when working with living cells, it is necessary to ensure that microwires 1, as well as the strong fields generated by them, do not cause premature cell death. To determine the non-toxicity of the surface of microwires 1, as well as the safety of high-gradient fields, experimental studies have been carried out to confirm the biocompatibility of microwires.

Полученное в результате моделирования пространственное распределение поля показывает, что клетка может попадать в диамагнитную ловушку и стабильно удерживаться там. Потенциальная энергия в магнитном поле частицы объема V определяется - магнитным моментом Pm и индукцией магнитного поля, для неферромагнитных частиц величина Pm линейна по отношению к полю и определяется ее восприимчивостью χ:The spatial distribution of the field obtained as a result of modeling shows that a cell can fall into a diamagnetic trap and be stably held there. The potential energy in the magnetic field of a particle of volume V is determined by the magnetic moment P m and the induction of the magnetic field, for non-ferromagnetic particles the value of P m is linear with respect to the field and is determined by its susceptibility χ:

Pm= χNVH (1),P m = χNVH (1),

где Pm - магнитный момент, А*м∧2;where P m is the magnetic moment, A * m ∧ 2;

V - объем частицы, м∧3;V is the volume of the particle, m ∧ 3;

χ - магнитная восприимчивость, кг∧-1;χ - magnetic susceptibility, kg ∧ -1;

Н - напряженность магнитного поля, А/м;H — magnetic field strength, A / m;

N - размагничивающий фактор (~1/3 для сферической частицы).N - demagnetizing factor (~ 1/3 for a spherical particle).

Типичная магнитная клетка имеет диамагнитную (отрицательную) восприимчивость порядка -10-5. Для частицы в гравитационном и магнитном полях полная энергия (на единицу объема) записывается в виде:A typical magnetic cell has a diamagnetic (negative) susceptibility of the order of -10 -5 . For a particle in gravitational and magnetic fields, the total energy (per unit volume) is written as:

Figure 00000001
Figure 00000001

g - ускорение свободного падения, м/с∧2;g - acceleration of gravity, m / s ∧ 2;

U - потенциальная энергия, Дж;U - potential energy, J;

μ0 - магнитная постоянная, Н;μ 0 - magnetic constant, N;

Fg - гравитационная сила, Н/кг;F g - gravitational force, N / kg;

χ - магнитная восприимчивость, кг∧-1;χ - magnetic susceptibility, kg ∧ -1;

В - магнитная индукция, Тл;B - magnetic induction, T;

N - размагничивающий фактор (~1/3 для сферической частицы);N - demagnetizing factor (~ 1/3 for a spherical particle);

ρ - плотность частицы, кг/м∧3;ρ is the density of the particle, kg / m ∧ 3;

N - размагничивающий фактор (~1/3 для сферической частицы);N - demagnetizing factor (~ 1/3 for a spherical particle);

а - радиус провода, м.a is the radius of the wire, m.

Пространственное распределение полной энергии - распределение эквипотенциальных кривых относительно координат в плоскости для периодической системы микропроводов - отчетливо демонстрирует существование потенциальных ям (магнитных ловушек). Высота левитации увеличивается при увеличении абсолютной величины магнитной восприимчивости, что может достигаться посредством введения парамагнитного контраста. Используя приближенное выражение для распределения магнитного поля, можно получить аналитическое соотношение для минимального значения магнитной восприимчивости, при которой возможно осуществить магнитный захват над системой микропроводов:The spatial distribution of the total energy - the distribution of equipotential curves relative to coordinates in the plane for a periodic system of microwires - clearly demonstrates the existence of potential wells (magnetic traps). The levitation height increases with an increase in the absolute value of the magnetic susceptibility, which can be achieved by introducing a paramagnetic contrast. Using an approximate expression for the distribution of the magnetic field, one can obtain an analytical relationship for the minimum value of the magnetic susceptibility, at which it is possible to carry out magnetic capture over the microwire system:

Figure 00000002
Figure 00000002

где g - ускорение свободного падения, м/с∧2;where g is the acceleration of gravity, m / s ∧ 2;

ρ - плотность частицы, кг/м∧3;ρ is the density of the particle, kg / m ∧ 3;

а - радиус провода, м;a is the radius of the wire, m;

М - намагниченность, А/м;M - magnetization, A / m;

μ0 - магнитная постоянная, Н.μ 0 - magnetic constant, N.

Для характерных параметров микропроводов (М - 5×105А/м), и плотности клетки ρ порядка плотности воды минимальное значение восприимчивости оказывается порядка 10-5 можно получить, что тепловая энергия (U) оказывается на несколько порядков ниже. Следовательно, предложенная система микромагнитов, состоящая из решетки микропроводов 1, имеет потенциал применения для фиксации клеточных объектов и сортировки клеточных объектов.For the characteristic parameters of microwires (M - 5 × 10 5 A / m), and the cell density ρ is of the order of the density of water, the minimum susceptibility value turns out to be of the order of 10 -5, it can be obtained that the thermal energy (U) is several orders of magnitude lower. Consequently, the proposed system of micromagnets, consisting of an array of microwires 1, has the potential to be used for fixing cellular objects and sorting cellular objects.

Результаты моделирования показаны на фиг. 4. На фиг. 4 показано распределение магнитного поля от четырех микропроводов расположенных под углом в 90 градусов. Длина провода 2L=100а, где а - радиус провода а=20 мкм, М - намагниченность М=5⋅105, расстояние от центра координат до провода равно d=2,5а.The simulation results are shown in FIG. 4. In FIG. 4 shows the distribution of the magnetic field from four microwires located at an angle of 90 degrees. The length of the wire is 2L = 100a, where a is the radius of the wire a = 20 microns, M is the magnetization M = 5⋅10 5 , the distance from the center of coordinates to the wire is d = 2.5a.

В предложенном устройстве бесконтактного управления движением клеток и управления распределением магнитных наночастиц в биообъектах достигается:In the proposed device for contactless control of cell movement and control of the distribution of magnetic nanoparticles in biological objects, the following is achieved:

непосредственное управление градиентами магнитных полей;direct control of magnetic field gradients;

миниатюрность (диаметр микропровода от 12 до 50 мкм);diminutiveness (microwire diameter from 12 to 50 microns);

биологическая совместимость (подтверждена экспериментально).biological compatibility (confirmed experimentally).

Пример.Example.

В зависимости от задач эксперимента выбираются провода с ферромагнитным центром на основе Со или Fe, в состав которых входят аморфизаторы B и Si. Для полезной модели были выбраны микропровода состава -

Figure 00000003
общий диаметр которых составляет 12-19 мкм, а диаметр ферромагнитной жилы - 10-15 мкм. И микропровода состава
Figure 00000004
21-37.5 мкм, обладающие доменной структурой. Формируются решетки микропроводов (50-100 микропроводов на подложке), так, чтобы сформировались диамагнитные ловушки (расстояние между микропроводами порядка 4 радиусов). После того, как матрица микропроводов переведена в исходное состояние и биоматериал (среда-носитель с клетками) размещен на подложке, клетки сразу занимают позиции минимумов энергии, это позиции магнитных ловушек. Для перемещения клетки в соседний узел решетки необходимый микропровод размагничивается матричной катушкой, одна из стенок ловушки пропадает и клетка начинает перемещение, по завершению которого микропровод вновь намагничивается и клетка фиксируется в другом узле ячейки.Depending on the tasks of the experiment, wires with a ferromagnetic center based on Co or Fe are selected, which include amorphisers B and Si. For the utility model, microwires of the composition -
Figure 00000003
the total diameter of which is 12-19 microns, and the diameter of the ferromagnetic core is 10-15 microns. And microwires composition
Figure 00000004
21-37.5 µm with a domain structure. Arrays of microwires are formed (50-100 microwires on a substrate) so that diamagnetic traps are formed (the distance between microwires is about 4 radii). After the matrix of microwires is converted to its original state and the biomaterial (carrier medium with cells) is placed on the substrate, the cells immediately take the positions of energy minima, these are the positions of magnetic traps. To move the cell to an adjacent node of the lattice, the required microwire is demagnetized by the matrix coil, one of the walls of the trap disappears and the cell begins to move, at the end of which the microwire is magnetized again and the cell is fixed in another node of the cell.

Разработанная полезная модель обладает следующими преимуществами.The developed utility model has the following advantages.

Широкий спектр манипуляций парамагнитными и диамагнитными объектами.A wide range of manipulations with paramagnetic and diamagnetic objects.

Возможность управления величиной градиента магнитных полей в процессе проведения исследования.The ability to control the magnitude of the gradient of magnetic fields during the study.

Легкость управления коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью извне.Ease of control of coercive force and remanent magnetization from the outside.

Микронные размеры проводов позволяют собрать миниатюрный манипулятор.The micron size of the wires allows you to assemble a miniature manipulator.

Claims (1)

Устройство бесконтактного управления движением клеток и наночастиц в биообъектах, содержащее подложку с матричной системой микрокатушек, соединенных с блоком управления, на которой размещена матрица, состоящая из параллельно-перпендикулярно расположенных аморфных микропроводов в биосовместимой стеклянной оболочке, образующих решетку с возможностью локального формирования высокоградиентного магнитного поля в ее узлах.A device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles in biological objects, containing a substrate with a matrix system of microcoils connected to a control unit, on which a matrix is located, consisting of parallel-perpendicularly arranged amorphous microwires in a biocompatible glass shell, forming a lattice with the possibility of local formation of a high-gradient magnetic field in its nodes.
RU2021111274U 2021-04-21 2021-04-21 Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles RU206586U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111274U RU206586U1 (en) 2021-04-21 2021-04-21 Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111274U RU206586U1 (en) 2021-04-21 2021-04-21 Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU206586U1 true RU206586U1 (en) 2021-09-16

Family

ID=77746324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021111274U RU206586U1 (en) 2021-04-21 2021-04-21 Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU206586U1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6661575B1 (en) * 2000-10-31 2003-12-09 Sergey A. Yakovenko Methods and apparata for micromanipulation of micro-and nanoparticles
US6987302B1 (en) * 2003-07-01 2006-01-17 Yingjian Chen Nanotube with at least a magnetic nanoparticle attached to the nanotube's exterior sidewall and electronic devices made thereof
US8895355B2 (en) * 2013-03-13 2014-11-25 International Business Machines Corporation Magnetic trap for cylindrical diamagnetic materials
RU163031U1 (en) * 2015-12-30 2016-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" MANIPULATOR BASED ON FERROMAGNETIC MICROWIRES
US20160334314A1 (en) * 2013-09-06 2016-11-17 IonOptix LLC Cell Grabber with Unitary Construction
RU2658108C1 (en) * 2017-06-30 2018-06-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use
CN108303793B (en) * 2018-01-12 2020-05-05 北京理工大学 Device and method for moving and rotating tiny spherical object

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6661575B1 (en) * 2000-10-31 2003-12-09 Sergey A. Yakovenko Methods and apparata for micromanipulation of micro-and nanoparticles
US6987302B1 (en) * 2003-07-01 2006-01-17 Yingjian Chen Nanotube with at least a magnetic nanoparticle attached to the nanotube's exterior sidewall and electronic devices made thereof
US8895355B2 (en) * 2013-03-13 2014-11-25 International Business Machines Corporation Magnetic trap for cylindrical diamagnetic materials
US20160334314A1 (en) * 2013-09-06 2016-11-17 IonOptix LLC Cell Grabber with Unitary Construction
RU163031U1 (en) * 2015-12-30 2016-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" MANIPULATOR BASED ON FERROMAGNETIC MICROWIRES
RU2658108C1 (en) * 2017-06-30 2018-06-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use
CN108303793B (en) * 2018-01-12 2020-05-05 北京理工大学 Device and method for moving and rotating tiny spherical object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIAMAGNETICALLY TRAPPED ARRAYS OF LIVING CELLS ABOVE MICROMAGNETS, LAB ON A CHIP, Том 11, N 18, 04.07.2011. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vieira et al. Magnetic wire traps and programmable manipulation of biological cells
Lee et al. Microelectromagnets for the control of magnetic nanoparticles
Shevkoplyas et al. The force acting on a superparamagnetic bead due to an applied magnetic field
Choi et al. A new magnetic bead-based, filterless bio-separator with planar electromagnet surfaces for integrated bio-detection systems
Choi et al. An on-chip magnetic bead separator using spiral electromagnets with semi-encapsulated permalloy
US7799281B2 (en) Flux concentrator for biomagnetic particle transfer device
Chetouani et al. Diamagnetic levitation with permanent magnets for contactless guiding and trapping of microdroplets and particles in air and liquids
Timonen et al. Tweezing of Magnetic and Non‐Magnetic Objects with Magnetic Fields
US8399229B2 (en) Mobile magnetic traps and platforms for micro/nano particle manipulation
Bryan et al. Switchable cell trapping using superparamagnetic beads
Barbic et al. Scanning probe electromagnetic tweezers
RU206586U1 (en) Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles
Omelyanchik et al. Ferromagnetic glass-coated microwires for cell manipulation
Roskov et al. Magnetic field-induced alignment of nanoparticles in electrospun microfibers
Gurevich et al. Ferromagnetic microwire systems as a high-gradient magnetic field source for magnetophoresis
Deman et al. Magnetophoresis in bio-devices
Chetouani et al. Diamagnetic levitation of beads and cells above permanent magnets
Guo et al. Effect of patterned micro-magnets on superparamagnetic beads in microchannels
Harmatz et al. A Customizable DNA and Microsphere-Based, Magnetically Actuated Microswimmer
Bahadorimehr et al. Magnetic force on a magnetic bead
Tang et al. Manipulation via MagLev
Beklemisheva et al. Micromagnetic Manipulators—Ferromagnetic Microwire Systems for Diffusion and Separation of Para and Dia-magnetic Particles in Gradient Magnetic Field
Crawford Magnetic Cell Patterning
Gage Design of an Electromagnetic Assembly for Active Transport of Microparticles
Howdyshell et al. Deterministic and stochastic trajectories of magnetic particles: Mapping energy landscapes for technology and biology