外泌體（小細胞外囊泡）作為天然的細胞間物質載體，通過生物分子的轉移和傳遞來實現(xiàn)細胞間的通訊，在智能藥物遞送、液體活檢等領域具有巨大應用潛力。從復雜生物樣本中高效分離外泌體是保障后續(xù)相關診斷及治療結果準確性、可重復性的前提和基礎。然而，由于外泌體的納米級尺寸（30-200nm）和低浮力密度，對其在復雜生物流體中的分離和純化提出了重大挑戰(zhàn)，目前缺乏高效統(tǒng)一的、可實現(xiàn)高純度提取的外泌體分離技術。

為此，研究人員基于負磁泳原理構建了一個片上無標記磁分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)在提升樣本處理通量的同時，在微流控芯片內構建了超高梯度磁場模塊，可以在微通道中產生接近100000 T/m的超高磁場梯度。由于磁場梯度得到很大提高，該系統(tǒng)較好地解決了分離納米生物物質所需的尺寸分辨率要求極高和磁性工作溶液生物相容性較低這一矛盾問題。通過使用低濃度的磁流體即可實現(xiàn)外泌體的高純度和高回收率分選，提高了工作溶液的生物相容性，使外泌體保持長期生物活性。

該研究基于楊慧團隊前期在片上負磁泳系統(tǒng)構建（Nanoscale, 2021, 13(7): 4029-4037; Microsystems & Nanoengineering, 2022, 8(1): 1-13）以及片上外泌體分析處理（Small, 2021, 17(35): 2102150; iScience, 2022, 25, 104200）方面的工作基礎，在提升了片上無標記磁分選技術的性能后，成功實現(xiàn)了其在納米生物樣品分選方面的應用。

無標記磁分選原理圖