粒子連續(xù)分離介電泳微流控芯片的研究.pdf

1、介電電泳技術(shù)利用交流電場對粒子的極化實現(xiàn)對粒子的分離、富集等操作，常規(guī)介電電泳對粒子的分離之后的收集過程較為復(fù)雜，且消耗時間長。本文以介電電泳和微流芯片中的流體流動為基礎(chǔ)，對粒子在介電電泳芯片芯片的受力進行分析，設(shè)計了集成傾斜陣列叉指電極的介電泳微流控芯片，以實現(xiàn)細胞的連續(xù)分離，為快速制備細胞樣品奠定基礎(chǔ)。本文主要研究內(nèi)容包括以下方面：
　　首先對介電電泳粒子分離的理論進行研究，由球形粒子的偶極矩推導(dǎo)出粒子所受介電泳力的表達式，總

2、結(jié)粒子所受介電泳力大小的影響因素。采用同心球殼模型對聚苯乙烯微球，NB4細胞以及酵母菌細胞三種不同類型粒子頻率響應(yīng)特性，研究粒子所受介電泳力類型與交流信號頻率、溶液電導(dǎo)率之間的關(guān)系。分析粒子在介電泳芯片中的受力，對粒子的運動情況進行分析。
　　其次，根據(jù)粒子在介電泳芯片中的受力，設(shè)計粒子連續(xù)介電泳芯片的結(jié)構(gòu)，在芯片中布置傾斜陣列叉指電極，將介電泳力與流體水動力相結(jié)合實現(xiàn)對粒子的操作，建立芯片的數(shù)學(xué)模型，利用Comsol Multi

3、physis軟件對芯片內(nèi)部電場、介電泳力進行仿真分析，優(yōu)化介電泳芯片的電極和微流通道的參數(shù)。
　　根據(jù)介電泳芯片的功能，選擇微電極和微流通道的材料，利用光刻工藝在ITO玻璃上加工出微電極結(jié)構(gòu)，模塑法制作出PDMS微流通道，最后鍵合成完整的介電泳芯片。
　　最后，利用制備的介電泳芯片在介電泳實驗平臺上進行粒子分離實驗研究。以聚苯乙烯微球和酵母菌細胞為實驗對象，優(yōu)化交流信號的大小及頻率，并對二者進行介電泳分離實驗。分析注射泵速率