确定生物学上重要粒子的物理和化学性质，如细胞、细胞器、病毒、外泌体、复合物、核苷酸和蛋白质，是了解它们功能的必要条件。这些性质是用常用的分析工具(质谱、低温电镜、核磁共振、各种光谱、核苷酸测序等)来确定的，当样品纯净浓缩时，这些工具的功能可以得到改善。分离科学在调节样品中起着核心作用，从低分辨率的台式操作，如沉淀或提取，到高分辨率的色谱和电泳。在过去的二十年里，基于梯度绝缘体的介质电泳(g-iDEP)已经成为一种高分辨率的分离技术，能够高度选择性地富集细胞、病毒、外泌体和蛋白质。具体证据表明，细胞和外泌体的纯均质和浓缩组分可以从复杂的混合物中产生。然而，回收这些馏分用于分析还没有发展，限制了技术的分析，而不是一个制备。在这里，进行了有限元分析，以确定几何形状和操作参数，以有效地去除富集部分，同时保持最大浓度并提供总传质。研究了几何因素(例如，侧通道宽度和与梯度诱导间隙的距离)，并增加了第二个入口侧通道。在半优化装置设计中，对两种产生流体的机制——电渗透和静水压进行了评估，包括对单入口和双入口设计的比较。模拟表明，有效地100%传质和浓度增加了几个设备配置和操作参数的数量级。

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