粒子連續(xù)分離介電泳微流控芯片的研究.pdf_第1頁
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1、介電電泳技術(shù)利用交流電場(chǎng)對(duì)粒子的極化實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子的分離、富集等操作,常規(guī)介電電泳對(duì)粒子的分離之后的收集過程較為復(fù)雜,且消耗時(shí)間長(zhǎng)。本文以介電電泳和微流芯片中的流體流動(dòng)為基礎(chǔ),對(duì)粒子在介電電泳芯片芯片的受力進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了集成傾斜陣列叉指電極的介電泳微流控芯片,以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的連續(xù)分離,為快速制備細(xì)胞樣品奠定基礎(chǔ)。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下方面:
  首先對(duì)介電電泳粒子分離的理論進(jìn)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(dá)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(duì)聚苯乙烯微球,NB4細(xì)胞以及酵母菌細(xì)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(hào)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(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析。
  其次,根據(jù)粒子在介電泳芯片中的受力,設(shè)計(jì)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(dòng)力相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)芯片內(nèi)部電場(chǎng)、介電泳力進(jìn)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行粒子分離實(shí)驗(yàn)研究。以聚苯乙烯微球和酵母菌細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,優(yōu)化交流信號(hào)的大小及頻率,并對(duì)二者進(jìn)行介電泳分離實(shí)驗(yàn)。分析注射泵速率

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