综述：鞘流辅助微流控技术用于微纳颗粒的弹性惯性操控：从理论到生物医学应用

《Droplet》：Sheath-assisted microfluidics for elasto-inertial manipulation of micro/nanoparticles: From theory to biomedical applications

　　

生物颗粒操控是疾病诊断、治疗及生物学研究的核心环节。微流控技术凭借高通量与精准流体控制能力提供了革新性解决方案，但传统牛顿流体体系存在高流速导致细胞损伤、亚微米级颗粒分选效率低下等局限。引入黏弹性流体虽可实现无外场依赖的尺寸依赖性颗粒分选，但单一黏弹性流动系统仍面临聚焦稳定性差、复杂生物样本适配性不足、跨尺度分选效率低等问题，无法满足临床级生物颗粒操控需求。为此，研究采用鞘流辅助策略，通过多流层流机制调控流体界面，利用鞘流辅助的弹性惯性效应压缩颗粒迁移路径，显著提升微纳颗粒操控效率。本综述通过理论建模、参数分析、界面效应机理阐释及生物医学应用案例，系统阐明了鞘流辅助黏弹性微流控的核心原理与优势，有望推动精准诊断、纳米药物及个性化治疗领域的突破，最终从微观到纳米尺度揭示生命活动的全新认知。

引言

生物颗粒操控是生物医学研究的基石，在疾病诊断、药物递送及组织工程等领域具有关键应用价值。传统方法如流式细胞术与离心分离依赖标记手段、通量低或设备庞大，难以满足日益增长的高通量、无标记操控临床需求。微流控技术凭借微型化、精准流体控制与高通量优势成为生物颗粒操控的革命性平台，在单细胞分析、药物筛选及即时诊断中展现出独特优势。然而单一黏弹性流动系统仍存在聚焦稳定性差、复杂样本适配性不足、跨尺度分选效率低等局限，无法支撑临床级应用。鞘流辅助微流控技术通过引入鞘流约束样本流，显著提升了颗粒聚焦稳定性与分选通量，但牛顿鞘流体系因惯性效应弱，难以实现亚微米颗粒高效分离。近年来，黏弹性流体与鞘流的协同整合为微纳颗粒操控开辟了新路径：黏弹性流体的非牛顿流变特性（如剪切稀化、法向应力差）可产生独特弹性升力，与鞘流的几何约束形成互补效应——大颗粒被弹性应力捕获于低剪切区，小颗粒受惯性升力驱动向通道壁迁移，液-液界面的弹性应力梯度进一步调控微纳颗粒动力学行为。尽管取得进展，鞘流体系中惯性升力、法向应力梯度的多物理场耦合机制仍不明确，限制了其在高通量高精度生物医学场景的应用潜力。本综述系统梳理鞘流辅助弹性惯性微流控的理论框架与生物医学应用：首先通过流体参数与理论模型阐明弹性-惯性耦合对颗粒迁移的调控机制，分析鞘流与样本流体界面效应驱动的颗粒迁移规律，总结法向应力差与弹性升力诱导颗粒迁移的作用机制；其次按直通道、螺旋通道及不规则微通道设计分类黏弹性-惯性鞘流辅助系统，总结其生物医学应用；最后提出未来研究方向，深化黏弹性流体界面效应认知，推动高精度生物医学微流控技术发展。

理论

黏弹性流体理论模型

鞘流辅助弹性惯性微流控中，黏度、弛豫时间、剪切速率等流变参数的相互作用是微纳颗粒操控的基础，共同决定弹性升力、惯性升力与黏性阻力的平衡，是实现尺寸依赖性颗粒聚焦与高分辨率分离的核心。黏弹性流体（如剪切稀化、弹性应力弛豫）的动态行为根本上由聚合物链的复杂动力学调控。早期研究通过理想化模型阐释聚合物链在溶液中的运动：非缠结聚合物链动力学模型（Rouse模型、Zimm模型）是描述聚合物溶液动力学的早期模型——Rouse模型将聚合物链视为弹簧连接的珠串（代表链段间的熵弹性），珠粒在溶剂中运动且不考虑水动力相互作用；Zimm模型在Rouse模型基础上引入聚合物链间的水动力相互作用，更准确描述聚合物溶液的动力学行为，但在非缠结假设下仍无法捕捉微流控芯片中真实黏弹性流体的弹性主导行为。为突破局限，研究者逐步引入更复杂的动力学模型：Mark–Houwink Sakurada方程通过纳入链缠结与有限可延伸性假设，将聚合物链动力学描述从理想非缠结体系拓展至真实高浓度流动场景，描述了聚合物溶液的特性黏度[η]与聚合物分子量(M_w)的关系：[η]=K·(M_w)^a，其中K与a为Mark–Houwink参数，依赖于聚合物类型、溶剂与温度。Rouse与Zimm模型均基于线性黏弹性理论，假设链构象变化对外力变形呈线性响应，但真实黏弹性流体（如聚合物熔体或浓溶液）在复杂流动下表现出显著非线性效应，催生了Oldroyd-B、Giesekus与Phan–Thien–Tanner（PTT）模型，可同时捕捉聚合物分子拉伸压缩产生的弹性行为与分子间摩擦产生的黏性行为。Oldroyd-B模型是描述该类流体行为的经典模型，可表征聚合物溶液与熔体在简单剪切、拉伸及复杂流动下的应力-应变行为，但假设聚合物链不可压缩，在高浓度聚合物溶液或复杂流变行为描述中存在精度局限，无法准确预测剪切稀化现象，在高剪切速率流动处理中存在缺陷。Giesekus模型与PTT模型通过引入附加次级应力项改进Oldroyd-B模型：Giesekus模型可预测剪切流中的非线性行为（包括法向应力差、应力过冲、拉伸黏度），尤其适用于高剪切速率下聚合物熔体与溶液的流动行为描述，还可分析平面与圆筒Couette流中的流动稳定性；PTT模型更强调流体的剪切稀化行为（黏度随剪切速率升高而降低），两者均能更有效预测黏弹性流体的剪切稀化行为。理论模型的选择需结合流体特性与预测精度需求：若流体表现出显著剪切稀化与分子链拉伸迁移导致的复杂流变行为，Giesekus模型更适用；若场景简单或需计算效率，Oldroyd-B模型即可满足需求。这些模型为微通道内流动行为理解与调控提供了支撑，已应用于微泵、微混合器、微反应器等微流控器件设计中，以优化器件性能适配特定流体特征与应用需求。黏弹性流体研究中，理论与实验技术的融合对验证模型预测、校准参数、阐明物理机制至关重要：弛豫时间与黏度通常通过测量流体经历剪切或拉伸流动后恢复原始状态所需时间确定，常用实验技术包括毛细管破裂流变、滚球落球流变、振荡剪切流变等。

鞘流辅助流动多力相互作用

微流控系统中，不可忽略的惯性效应使颗粒在惯性升力作用下发生横向迁移，惯性升力由剪切梯度诱导升力(F_S)（推动颗粒从通道中心向壁面迁移）与壁面诱导升力(F_W)（排斥颗粒远离壁面）组成，表达式为：F_L,inertial=F_S+F_W=C_L·ρ·U_max²·a⁴/h³，其中C_L为升力系数，ρ为流体密度，U_max为最大流速，a为颗粒直径，h为通道高度。鞘流辅助弹性惯性微流控采用高黏度、高弹性回复的黏弹性流体，惯性力普遍弱于牛顿流体体系，低流速下惯性效应可忽略，仅在高雷诺数(Re)条件下变得显著，略微增强颗粒向中心的迁移，因此主导惯性升力源于牛顿流体侧的流速梯度。弹性力(F_E)是第一法向应力差(N₁)产生的、驱动颗粒向低剪切率区域迁移的力，矩形构型中低剪切区位于四角与中心，惯性效应不可忽略时颗粒向中心迁移，该现象称为“弹性-惯性效应”，表达式为：F_E=N₁·a²/h=λ·η·γ?²·a²/h，其中λ为流动弛豫时间，η为动态黏度，γ?为剪切速率。鞘流辅助弹性惯性微流控中，双流体界面的弹性界面升力是调控颗粒分离的核心，该机制在单一黏弹性微流控中不存在：界面处聚合物链或弹性聚合物的锚定形成局域弹性场，惯性力与弹性力的竞争局限于界面附近窄区域（数微米级）。根据公式，弹性升力与颗粒尺寸的立方成正比：大颗粒受强惯性力驱动穿透界面进入黏弹性流区，小颗粒因惯性力不足以对抗弹性升力而被限制在牛顿流体侧。通过工程设计双流体界面，惯性与弹性力的协同作用可实现高纯度分离，尤其适用于全血等复杂样本中稀有细胞的分离。除直通道研究外，螺旋通道的曲率产生Dean涡，表现出不对称性并引发流动内横向迁移：相较于小颗粒，大颗粒因Dean数(D_e)更高而发生更强横向迁移，缩短平衡时间并减少所需通道长度。黏弹性流体流经弯曲微通道时，流体的弹性力与二次流的横向迁移效应耦合，二次流产生的横向速度分量驱动颗粒向通道外侧或内侧迁移，实现颗粒聚焦与分离。Dean曳力(F_D)表达式为：F_D=C_D·ρ·U_mean²·a²/D_h，其中C_D为曳力系数，U_mean为平均Dean流速，D_h为水力直径；Dean数表达式为：D_e=Re·√(D_h/R)，其中Re为雷诺数，R为微通道曲率半径。鞘流辅助弹性惯性微流控的应用还延伸至收缩-扩张阵列（CEA）等特殊结构设计：收缩段通道截面积骤减诱导流体加速，放大惯性主导的剪切率与壁面剪切应力，侧壁约束进一步增强流体惯性与高剪切响应；扩张段流体横向膨胀触发压力梯度(ΔP)形成与速度剖面重构，伴随流体减速与压力恢复，这种交替收缩-扩张构型实现对惯性力、剪切应力、压力梯度等关键流动参数的周期性调制，为颗粒操控建立多尺度物理框架。鞘流与样本流形成的层流界面处，黏弹性流体侧产生的弹性应力形成指向壁面的弹性升力，惯性效应驱动颗粒向通道中心迁移，颗粒接近界面时两种力场的竞争导致不对称应力分布，产生尺寸选择性穿透行为：大颗粒受惯性力主导穿透界面进入黏弹性流区，小颗粒因弹性力限制被束缚在牛顿流体侧。研究表明，通过精确控制黏弹性流体与牛顿流体的流速比，可调节界面位置，甚至实现从惯性聚焦到弹性聚焦的转变，达到亚微米级分离分辨率。已有研究通过势能曲线定量阐明弹性与惯性升力的竞争机制，厘清尺寸选择性穿透的物理机制；该原理已被应用于循环肿瘤细胞（CTCs）分选，通过调节鞘流速优化界面剪切率，使肿瘤细胞通过弹性-惯性协同向通道中心迁移，实现与贴壁血细胞的高效无标记分离。综上，弹性与惯性效应的协同利用及精准流动控制，可在无外场、无标记条件下实现生物颗粒的高分辨率、高通量分离。

界面形成方法

弹性惯性微流控中的颗粒操控高度依赖鞘流与样本流的流动构型，主要分为平行注入分层共流与同轴注入两类，分别利用不同机制实现颗粒聚焦与分离。平行注入分层共流是基本微流控流动构型，样本流与鞘流通过相互平行、侧向排列的入口引入主通道，形成并行流动的分层流，具有稳定清晰的纵向界面；同轴注入则是两种或多种流体通过同心管状设计同轴流动的微流控流动结构。前者主要依赖几何约束创造对称挤压环境，后者通过流体力协同实现精准操控，二者工作原理、流体性质关键作用及应用方向各有差异。

平行注入分层共流构型

鞘流辅助弹性惯性微流控系统中，样本流体与鞘流体通过独立入口形成界面，鞘流对样本流的聚焦与定向引导可实现生物颗粒的高效空间有序化与界面操控，典型代表为带鞘流辅助的T型与Y型微流控通道设计。两流体间的界面形成隐式对称挤压环境，颗粒的横向迁移路径受两侧流体动力场的约束：迁移过程中，高黏弹性诱导的弹性升力(F_E)驱动颗粒向中心迁移，壁面诱导升力(F_W)推动颗粒远离壁面，颗粒轨迹由剪切梯度升力(F_S)与壁面升力协同控制，实现稳定中心聚焦。这种平行共流设计通过动态协调黏弹性梯度力与惯性力，无需物理鞘壁即可实现高效分离，适用于高浓度样本与污染敏感场景。

同轴注入

相较于平行注入分层共流构型，样本与鞘流的同轴注入对界面调控具有更高可控性，可通过物理包裹引导颗粒迁移、抑制扩散以提升分离效率，并通过流体挤压创造稳定界面。同轴流体系中，鞘流体与样本流体的相对位置（鞘流居中或样本居中）显著影响流动特性与分离效率：鞘流居中构型中，鞘流占据通道中心区域，形成高速低剪切流核，样本流体被挤压至通道两侧的对称或非对称聚焦流；样本居中构型中，样本流体占据通道中心区域，鞘流体分布于两侧，可利用样本流体的复杂弹性-惯性耦合效应实现多组分生物样本的高分辨率分离。此外，样本与鞘流的本征性质对颗粒操控影响显著：牛顿-牛顿体系中，弹性力不足导致颗粒被限制在通道壁附近的横向带中，无法发生界面迁移；牛顿-非牛顿体系引入黏弹性相，但牛顿-黏弹性界面的弹性力不足仍会阻碍大颗粒（20 μm）向通道中心迁移；优化的非牛顿构型下，弹性升力与惯性升力的动态协同可实现选择性穿透——大颗粒（20 μm）通过力相互作用克服界面势垒，小颗粒（10 μm）保持受限，产生9.2 μm的明显横向位移差，凸显界面力平衡对尺寸选择性分离的关键作用。同轴鞘流或分层共流设计中，前者聚焦于流体力协同，后者立足于几何约束，样本与鞘流的流变性质直接决定流场分布、分离效率与系统稳定性，剪切力分布、压力梯度等水动力行为的差异导致分离结果不同，因此两类设计适配不同的样本类型与分离目标。

应用

在血液、体液或组织裂解液等复杂生物样本中实现目标组分的高效分离与精准检测，仍是疾病诊断与生物机制研究的核心挑战。鞘流辅助弹性惯性微流控通过耦合非牛顿流体的独特弹性效应与精准微流控流场控制，为微纳尺度生物颗粒的分离、富集与检测提供了高效解决方案，主要应用于直通道、螺旋通道、T型结、收缩-扩张等构型的微流控系统中，在生物颗粒分离、分选与富集方面展现出独特优势。

直通道

直微通道凭借几何对称性、低流阻与可预测的层流特性，为微纳颗粒的精准操控提供了理想平台。依托这些固有优势，直通道中的鞘流辅助弹性惯性微流控已成为生物样本分选的基石，通过定制化流场控制实现不同尺寸生物样本的高效分离与检测。

微米尺度

针对哺乳动物细胞、细菌、真菌等微米尺度生物颗粒的操控，鞘流辅助弹性惯性微流控已得到广泛应用，突破了传统方法的局限。血液成分分析中，循环肿瘤细胞（CTCs）作为液体活检关键标志物，其检测的核心挑战是血液中丰度极低且背景干扰复杂：级联黏弹性微流控系统可直接从全血中分离A549（15 μm）与MCF-7（22 μm）肿瘤细胞，1 mL未稀释血液可在40分钟内完成处理，两类CTCs的纯度≥81.27%、回收率≥82.15%；透明质酸鞘流可从腹水/胸腔积液中富集恶性细胞，实现复杂生物流体的原位处理；黄原胶（XG）鞘流（弛豫时间λ=130 ms）可驱动念珠菌向通道中心迁移，通过共流洗涤模块实现74.6倍浓缩，为低丰度病原体检测奠定基础；聚环氧乙烷（PEO）基鞘流可实现1 μm血小板与红/白细胞的纯度分离，为再生医学提供高活性样本；理论模型的优化进一步实现了2.1 μm与2.5 μm颗粒的亚微米级分离，纯度超过95%，还可拓展至血小板与大肠杆菌的分离，为生物样本处理与病原体检测建立了可预测的高通量平台。除血液应用外，该技术还推动了稀有细胞富集的发展：共流微通道可直接从全血中分离结肠/肝癌细胞，全血界面系统可实现肿瘤细胞分选，规避传统液体活检对血液稀释的依赖；黄原胶鞘流可在消除99%溶血干扰的同时从白细胞中分离白色念珠菌，将聚合酶链式反应灵敏度提升至C_t=23.3，服务于感染性疾病诊断；双级浓缩洗涤系统可将低浓度真菌富集74.6倍至C_t=23.3±1.6，同时实现2.1/2.5 μm微球的高纯度分离；PEO溶液可分离枯草芽孢杆菌的形态亚群与酿酒酵母的细胞周期依赖性形态；PVP基鞘流可从未结合磁性纳米颗粒（100 nm）中分离沙门氏菌（～2 μm），检测限达30 CFU/mL；PEO鞘流可从全血中回收金黄色葡萄球菌（1 μm），显著提升食源性/血流感染的诊断灵敏度；还可从细胞簇中分选酵母单细胞，活力>95%。此外，该技术还推动了跨学科创新：超拉伸通道系统通过动态调节黏弹性阈值筛选高产雨生红球藻，通过定向进化推动合成生物学发展。从机制层面看，这些突破源于通过Wi数与El数优化对弹性力与惯性力的精准调控：大颗粒在黏弹性力作用下向中心迁移，小颗粒被限制在侧流中，建立尺寸依赖性分选阈值。鞘流辅助黏弹性流体技术正推动微流控系统的临床转化与跨学科融合，与便携式流式细胞仪、单细胞分析协同加速临床落地，这种从医学诊断到生物制造的跨尺度整合，为下一代智能微流控系统奠定了多学科基础。

纳米尺度

除微米尺度生物颗粒外，鞘流辅助弹性惯性微流控在外泌体（EV）、病毒颗粒、合成纳米载体等纳米尺度生物颗粒的中尺度力学操控中展现出独特潜力，最具代表性的应用是外泌体分离。外泌体是原核（细菌）与真核细胞释放的异质性纳米颗粒群，参与细胞间通讯，根据生物发生、释放途径与尺寸分为外泌体、微囊泡（MVs）与凋亡小体，其中外泌体是直径30-200 nm的内源性纳米载体，携带来源细胞的蛋白质与核酸，在癌症、炎症等疾病中兼具诊断标志物与治疗载体的潜力。差速超速离心是外泌体分离的“金标准”，但高离心力可能破坏外泌体的结构与生物完整性，微流控分离可有效解决该问题。鞘流辅助惯性微流控在较大颗粒分离中表现优异，但对接近通道尺寸的亚微米颗粒分离分辨率显著下降，无法实现外泌体与其他小颗粒的完全分离。为突破该局限，研究人员开发了多种策略：λ-DNA与适配体结合的共流微通道可实现外泌体亚型的高纯度分选，通过单颗粒蛋白分析成功区分乳腺癌患者血清中的外泌体亚群；无外场黏弹性系统通过在细胞培养基中引入生物相容性聚合物调控弹性力，实现外泌体从培养基或血清中的连续尺寸依赖性分离；双黏弹性鞘流系统在20 μm通道中实现100/200/500 nm颗粒的三元分离，将分辨率提升至100 nm，显著提高小外泌体（sEVs）的分离精度；通过在样本与鞘流中设置不同浓度的黏弹性添加剂创造黏度梯度环境，产生尺寸依赖性迁移力，实现sEVs约80%的纯度与回收率，操作简单快速，无需外场与传统超速离心的复杂流程；PEO基黏弹性微流控器件通过双模块级联设计可直接处理全血，分离的sEVs蛋白质组学特征与超速离心结果一致，建立了稳健的无标记癌症诊断策略；PEO基黏弹性鞘流可在20 μm通道中通过弹性迁移效应分离100 nm外泌体与500 nm大囊泡，分离效率达94%。鞘流辅助弹性惯性微流控通过无标记界面分选与动态应力富集，可在保留生物活性的前提下实现纳米尺度生物颗粒的高纯度捕获，为早期癌症诊断与靶向治疗提供了革命性工具，标志着生物颗粒操控技术已进入多维精准的新时代。另有研究将鞘流辅助黏弹性聚焦与外部电场集成，诱导外泌体向通道中心迁移，可通过调节电场强度精准控制迁移程度，实现基于尺寸与表面电荷的颗粒精准分选，为疾病诊断、药物递送等生物医学研究提供了新工具。

其他复杂微通道

螺旋微通道

相较于直通道的线性流动特征，螺旋微通道通过曲率诱导的Dean涡效应，实现鞘流辅助弹性惯性微流控中惯性力、弹性力与二次流曳力的协同耦合，显著提升微纳颗粒的分辨率与处理通量。研究发现，鞘流浓度（10-400 ppm PEO）与通道几何的协同调控可实现3-20 μm颗粒1.2的分辨率：低PEO浓度下惯性力主导（颗粒向内聚焦），高浓度下弹性力主导迁移（颗粒向外迁移）。黏弹性鞘流在螺旋微流控芯片中的应用已在多尺度颗粒分离中取得显著进展：脓毒症诊断中，含PEO的黏弹性鞘流从螺旋通道外侧引入，弹性力将血细胞压缩至外侧壁，细菌在Dean流作用下向内侧出口迁移，为脓毒症诊断提供快速解决方案；sEVs纯化中，弹性惯性螺旋通道结合差速离心技术，可高效分离胶质母细胞瘤来源的sEVs与中囊泡（mEVs），为sEVs亚型分析提供新工具；反向波浪形通道结构利用黏弹性流体实现无标记外泌体分选，通过优化PEO浓度与Re，从细胞培养基中分离外泌体的纯度>92%、回收率>81%，性能优于传统方法与直通道设计；Dean流耦合弹性芯片利用1500 ppm PEO调控弹性力，可从血清中分离外泌体并实现EpCAM/PD-L1的单囊泡水平检测。这些研究共同表明，鞘流的 positional 排布、流体性质与螺旋通道几何的多尺度优化是提升生物颗粒分离性能的核心创新，可满足从纳米级外泌体到细胞级颗粒的全尺度分离需求，未来与下游分析技术整合后，有望建立“芯片到数据”的一体化平台，实现生物医学研究与临床诊断中从颗粒分离到功能表征的闭环工作流。

其他通道类型

除可诱导二次流的螺旋微通道外，侧腔微通道结构通过局部几何扰动直接产生二次流，鞘流辅助弹性惯性微流控通过不规则通道几何与动态鞘流调控的结合，在分离效率、样本适配性与通量上显著优于传统结构。针对剪切敏感的大尺寸细胞，黏弹性流体形成的黏弹性停滞区（VSRs）可将最大剪切应力降至11.53 Pa，仅为惯性涡旋法的1/100，细胞活力保留率提升50%，为后续二十二碳六烯酸（DHA）生物合成提供高质量预处理；针对中等尺寸细胞（8-12 μm，如CTCs），收缩-扩张阵列（CEA）通道结合500 ppm PEO鞘流的“三明治”鞘结构，可在黏稠胸腔积液样本中实现98-100%的分离效率，成功分离红细胞（6-9 μm）、白细胞（10-12 μm）与肿瘤细胞（16-19 μm）；针对小颗粒（2-8 μm，如血小板），带尖角的牛顿鞘流-黏弹性样本共流系统可在低流速、3:1鞘样比下实现高效分离，避免传统高鞘比导致的样本稀释。此外，将螺旋微通道的设计原理融入侧腔结构（如在侧腔内集成弯曲或螺旋子通道），可通过弯曲流径局部诱导的Dean涡与腔室固有的弹性/惯性二次流协同，实现短通道长度内的精准颗粒操控，同时保持黏弹性流体的低剪切优势，为高通量生物颗粒分选提供了兼具增强流控与生物样本友好性的新路径。另有研究将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）黏弹性流体引入确定性侧向位移（DLD）芯片，通过动态调节流速使临界分离尺寸降低40%，实现肿瘤细胞与血细胞的温和分离；T型截面微流控共流系统通过270°钝角增强小颗粒的聚焦效应，黏弹性流体产生的弹性力显著提升大颗粒的界面迁移速度，实现模拟白细胞、红细胞与血小板的多尺度颗粒连续高效分离。综上，复杂微通道通过几何约束（如钝角结构）与鞘流流变性质的动态整合，在生物分离过程中实现了效率、活力保留与通量的平衡，其模块化设计可对复杂临床样本（如CTCs、胸腔积液）进行无损处理，为精准医疗与液体活检应用提供了高通量、低能耗的技术路径。

挑战与未来方向

鞘流辅助弹性惯性微流控为生物颗粒操控提供了全新的研究范式，其弹性主导的迁移机制与动态可调性在细胞分离、纳米颗粒聚焦等领域展现出独特优势，通过解析微通道内鞘流与样本流的相互作用，系统梳理了黏弹性流体相关模型、流体流变学作用，并重点分析了黏弹性鞘流流体界面的颗粒操控原理及不同通道几何的应用，明确了弹性应力主导颗粒聚焦、惯性升力增强迁移、法向应力差驱动界面效应三大核心机制，为推动黏弹性微流控在精准生物医学诊断与治疗中的应用提供了全面框架。但仍存在材料多样性有限、动态调控稳定性不足、临床转化滞后等挑战。未来研究需通过材料创新、跨学科协作与工程优化填补空白，推动鞘流辅助弹性惯性微流控在精准医疗与生物制造中的规模化应用。当前研究仍以体外为主，临床转化需解决样本预处理、细胞活力维持等关键障碍；现有本构模型在高剪切速率下存在显著预测偏差，需开发数据驱动建模方法；黏弹性微流控在临床样本处理中的可靠性尚未确立，亟需开展标准化与可重复性研究。未来研究应聚焦几个关键方向：一是开发集成传感器与反馈控制的智能微流控系统，实现实时参数优化，并结合声、光等多模态分选技术；二是推进微流控芯片的标准化与规模化生产，加速商业化进程。这些发展最终将推动鞘流辅助弹性惯性微流控在精准医疗与生物制造中的大规模应用，充分释放黏弹性流体的潜力。