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随着微制造技术的发展,应用于生物学的集成流体、电场以及光学元件的芯片发展迅速。这些芯片充分利用不同的技术进行样品的制备以及分析。在样品制备方面,一种重要的技术就是粒子分离,其中介电电泳是一种不需要对粒子进行标记,对细胞无损伤,可同时对多细胞进行操作,而且还可以与其他技术相结合进而提高分离效率的方法。传统的介电泳分离方法多采用断续分离的方法,根据粒子的正负介电泳不同将一种粒子吸附在电极表面,通过流体的流动将未吸附的粒子冲走从而实现两种粒子的分离,该种方法所需时间长,需等粒子吸附完全之后才可以进行。其次,为提高分离的效率,避免目标粒子被冲走,需设置较高的电场,引起电热流的产生,影响分离效果。因此,本文设计了一种集成惯性聚焦结构的粒子连续分离介电泳微流控芯片,将惯性聚焦技术与介电泳分离技术相结合,实现粒子快速、高通量的连续分离。本文首先对惯性聚焦原理和介电泳粒子分离原理进行研究。由粒子在通道中的受力情况分析粒子聚焦的影响因素和粒子所受介电泳大小的影响因素。对聚苯乙烯小球、酵母菌细胞和NB4细胞的频率响应特性进行分析,确定不同粒子在芯片中的受力情况,分析其运动趋势。其次,根据粒子聚焦原理和分离原理设计芯片的结构。在通道入口侧壁设置梯形结构使经过的粒子受惯性升力的作用产生聚焦;通道底部光刻一组倾斜叉指电极产生非均匀电场,利用介电泳力和流体曳力的合力使不同的粒子发生角度不同的偏转进入不同通道,从而实现分离。利用Comsol Multiphysis软件对芯片内部电场进行仿真模拟,优化并确定芯片微通道的高度和叉指电极的宽度与间距。再次,加工制作了微流控芯片:根据芯片功能选取合适的材料,采用光刻工艺在ITO玻璃表面加工微电极,采用PDMS加工带有聚焦结构的微通道,并对芯片进行氧等离子键合,制成实验所需要的芯片。最后,搭建了实验平台,进行了粒子连续分离实验:首先,采用微尖电极分别测试聚苯乙烯小球、酵母菌细胞的临界频率,确定二者的分离频率,并对其进行断续分离;其次,采用设计的电极对聚苯乙烯小球和酵母菌细胞进行连续分离,分析流速、电压对二者分离的影响并且优化分离条件,实现二者的连续分离;最后,对酵母菌细胞、NB4细胞和聚苯乙烯小球、NB4细胞进行连续分离,并对实验的分离效率和分离纯度进行统计分析。