1. 传统细胞分离浓缩技术
传统的细胞分离浓缩技术主要依赖细胞的物理特性，如密度、大小和形状等。这些技术通常利用离心、过滤或沉降等物理原理，将细胞从稀释样品中浓缩至较小体积，以便后续分析或处理。
常见的传统细胞分离浓缩技术可分为以下几类：离心法、超滤法、沉淀法和免疫亲和捕获法。
1) 离心法
离心法利用生物粒子的大小、形状和密度差异来实现分离，依赖超高转速产生的离心力使粒子沉积。主要分为密度梯度离心法和差速离心法。
密度梯度离心法通过在离心管中形成连续或不连续的密度梯度，使粒子根据密度差异沉降，从而实现分层和浓缩。差速离心法则根据不同粒子的沉降速度，通过控制离心速度和时间，将粒子集中在管底。
尽管离心法广泛应用且被视为粒子分离的黄金标准，但其产量低、处理时间长、设备成本高且操作需要专业技能。此外，高转速可能导致生物粒子受损，影响后续分析。
2) 超滤法
超滤法通过具有特定孔径结构的薄膜来分离粒子。根据需求选择不同孔径的超滤膜，使不同粒径的粒子渗透。
通过施加压力或离心力，粒子和溶剂会穿透膜，形成滤出液，并在此过程中实现粒子的分离和浓缩。
超滤法操作简单、能耗低、设备紧凑，但也存在一些缺陷，如孔径易变形和堵塞，导致粒子通量和回收率下降。此外，粒子在通过超滤膜时受到的压力可能会损害其形态和功能。
3) 沉淀法
沉淀法通过向悬浮液中添加特定的化学物质（凝聚剂或絮凝剂）来实现粒子的分离。
这些化学物质与粒子及细胞表面的成分发生作用，使其聚集成更大的团块或絮凝物，从而便于通过沉降或过滤方式分离。
虽然沉淀法常用于细胞或颗粒浓缩，但其局限性在于凝聚剂的选择和用量需严格控制，否则可能对粒子产生不良影响。
4) 免疫亲和捕获法
免疫亲和捕获法利用抗体与抗原之间的特异性相互作用，从粒子悬浮液中分离生物粒子，广泛应用于生物化学和分子生物学等领域。
许多生物粒子的表面含有抗原，这些抗原可以与特定抗体结合，从而将抗体或抗原固定在固相表面，形成免疫亲和柱。
未结合的非特异性粒子则在培养基中自由分散并可被洗脱，完成目标生物粒子的分离和浓缩。然而，免疫亲和捕获法仍面临产量低、特定抗体有限及可能对生物粒子造成损伤的挑战。
2. 主动式微流控操控技术
主动式微流控操控技术通过施加外部场产生额外作用力，控制流体中粒子、细胞和细菌等生物粒子的流动，形成稳定的聚焦流，并将目标样品与废液分离，减小目标样品体积，实现分离和浓缩。
根据所施加外部场的不同，主动式微流控操控技术主要可分为以下几类：磁场操控、声场操控和电场操控。
1) 磁场操控
该技术利用外部磁场控制粒子在流体中的运动。通过永磁体或电磁体在微流道中产生磁场力，操控具有磁响应性的红细胞或其他磁性目标粒子，使其在微流道内迁移并形成聚焦流，从而实现分离。
磁场操控微流控技术具有低成本和操作简单等优点。然而，样品制备过程较为费时费力，且分离效率依赖于磁珠的负载能力。此外，磁性纳米颗粒的积累和长时间暴露在磁性介质中可能会影响生物粒子的完整性。
2) 声场操控
该技术利用声波驱动粒子的运动，具体是通过超声波驻波施加声辐射力，使粒子在微流道内迁移并从特定出口流出，实现聚焦、排序和分离。
声辐射力的强度受粒子大小、密度和可压缩性的影响。该技术具有非接触式、生物相容性好和通用性高等优点，但其处理通量较低，制造工艺复杂，并需要选择合适的材料来有效施加超声波驻波，限制了实际应用。
3) 电场操控
该技术利用电泳、介电泳和电渗流等效应，通过施加电场来控制粒子在流体中的运动，其中介电泳微流控技术在该领域应用最为广泛。
介电泳技术（DEP）是指当非均匀电场作用于带有介电特性的粒子时，粒子会受到介电泳力的影响，根据其大小、形状和介电性质沿电场梯度迁移，完成分离。
该技术结构简单、易于操作且成本低，但电场可能影响生物粒子的活性，同时生物粒子在电极表面的粘附和化学反应也可能导致回收率降低。
3. 被动式微流控操控技术
被动式微流控操控技术不依赖外部场的作用力，而是利用流体动力、微流道的几何形状或该结构诱导的特殊流体效应，根据生物粒子在尺寸、形状和密度等方面的差异，实现精确操控以达到聚焦分离的目的。
常见的被动式微流控操控技术主要包括微阻隔过滤技术、确定性侧向位移技术（DLD）和惯性微流控技术。
1) 微阻隔过滤技术
该技术利用多孔薄膜在微流控平台上实现微型化超滤，以分离粒子。
在静压差的推动下，通过微滤膜的筛分作用，小于孔径的粒子顺利通过，而较大的粒子则被阻挡并积累在膜表面，形成浓缩层，从而实现分离。
微阻隔过滤技术与超滤法类似，但由于膜的存在，容易发生堵塞，导致分离效率降低。
2) 确定性侧向位移技术（DLD）
该技术是一种基于流体动力学的微流体技术，通过在微流道中设置周期性分布的微障碍物，创建独特的流动流线。粒子与微障碍物相互作用，实现流动操控。
小于临界尺寸阈值的粒子继续沿初始流线流动，而大于该阈值的粒子会与微障碍物碰撞，侧向迁移至另一条流线，最终在特定出口区域收集，实现分离。
该技术操作简单、精度高，但也存在局限性，例如微障碍物的大量阵列限制了吞吐量，并且容易导致流道堵塞。
3) 惯性微流控技术
该技术通过在有限雷诺数下诱导微流体的惯性效应（如惯性迁移或截面Dean流）来实现粒子的操控。
惯性微流控技术因其结构简单、分离效率高、处理通量大、集成度高且不影响细胞活性，已成为微流控领域中用于粒子聚焦、排序、分离和浓缩的重要技术。
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