基于介电电泳的粒子分离微流控芯片实验

发布时间：2018-01-11 02:06

  本文关键词：基于介电电泳的粒子分离微流控芯片实验　出处：《微纳电子技术》2017年10期 　论文类型：期刊论文

  更多相关文章： 微流控芯片 连续分离 惯性聚焦 介电电泳 微电子机械系统(MEMS) COMSOL

【摘要】：根据介电电泳原理,设计了一种梯形叉指的微电极结构,用于粒子的连续分离。首先利用COMSOL软件分析梯形叉指电极的电场分布,确定芯片中电场强度最大值和最小值的位置,并分析粒子在微流控芯片中的受力情况。然后,采用微电子机械系统(MEMS)工艺,以氧化铟锡(ITO)电极玻璃为基底制备了粒子连续分离的芯片。通过实验选取通道障碍的最优尺寸,最后用聚苯乙烯小球和酵母菌细胞为样本进行实验并证明,当混合粒子溶液以3μm/min的速度通过微通道障碍时,由于惯性聚焦全部粒子偏向微通道上方运动,施加6 V的峰值电压和20 kHz的交流信号,此时聚苯乙烯小球和酵母菌细胞皆是负介电泳响应,聚苯乙烯小球所受介电泳力大于流体力便向微通道下方进行偏移,而酵母菌细胞所受流体力大于负介电泳力,其仍然在微通道上方,聚苯乙烯小球和酵母菌细胞分离,分离效率可达到92.8%。
[Abstract]:According to the dielectric electrophoretic principle, a trapezoidal cross finger microelectrode structure was designed for the continuous separation of particles. Firstly, the electric field distribution of the trapezoidal cross finger electrode was analyzed by COMSOL software. The position of the maximum and minimum electric field intensity in the chip was determined, and the stress of particles in the microfluidic chip was analyzed. Then, the microelectromechanical system (MEMS) process was used. A continuous particle separation chip based on indium tin oxide (ITO) electrode glass was prepared. The optimum size of channel barrier was selected by experiments. Finally, polystyrene pellets and yeast cells were used as samples, and it was proved that when the mixed particle solution passed through the microchannel barrier at the speed of 3 渭 m / min. Due to the inertial focusing of all particles moving over the microchannel, the peak voltage of 6 V and the AC signal of 20 kHz, both the polystyrene pellets and the yeast cells were negative electrophoretic responses. The medium electrophoresis force of polystyrene pellets was larger than the flow force and then shifted to the bottom of the microchannel, while the flow force of yeast cells was greater than that of negative medium electrophoresis force, and it was still above the microchannel. The separation efficiency of polystyrene pellets and yeast cells can reach 92.8%.
【作者单位】： 中北大学电子测试技术重点实验室;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室;
【基金】：山西省基础研究项目(2014011021-3)
【分类号】：TN492
【正文快照】： 等是介电泳力的主要影响因素,其中电场梯度主要0　引　言由电极形状决定,所以电极形状的设计对微流控芯在生物医学工程中,传统的粒子分离研究需要片的设计非常重要。本研究的微流控芯片利用叉指大量的时间,熟练的技术工作人员微流控芯片技术梯形电极产生非均匀电场,产生的电场

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