[实用新型]一种介电泳粒子分选微流控芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及粒子分选技术领域，具体为一种介电泳粒子分选微流控芯片。

背景技术

微流控芯片技术把生物、化学分析过程的样品制备、预处理、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，可实现流体、微纳粒子或液滴的运输、混合、分选、富集、逻辑运算等操作，对生命科学和信息科学的发展具有重要的战略意义。在非匀强电场下，溶液中微纳尺度的介电粒子(如聚合物粒子、多种细胞、细菌、病毒、DNA、液滴等)会受到介电泳(DEP)力的作用而向电场强度最强或者最弱的区域聚集，分别称为正介电泳(pDEP)和负介电泳(nDEP)效应。该技术具有适用性广、易于操控、快速高效等优点，常用于微流控芯片上各种生物细胞及DNA片段的快速富集和检测，在生物样品的预处理、疾病的早期快速诊断等领域具有巨大的应用潜力。

对于含有多种微纳粒子的溶液而言，可以根据粒子在尺寸、介电属性(极化率)等方面差异，实现对目标粒子的介电泳分离和分选。申请号为201110162637.7公开了一种微型血细胞分离装置及其使用方法：通过信号发生器、加样泵、分离芯片和分离后细胞收集器的协同作用，实现了微型血细胞的分离。但该方法的核心技术介电泳的调节由外加的信号发生器来完成，通过人为调节交流电信号的幅值和频率，来达到血细胞分离的目的，电信号的幅值范围受限于信号发生器本身的特性，难以灵活调节。

实用新型内容

针对现有技术的缺点，本实用新型拟解决的技术问题是：提出一种介电泳粒子分选微流控芯片，首先利用微流控芯片软光刻工艺，得到具有一定形状的微通孔和微通道，结合镀液电磁阀的开启和闭合动作，实现微通道内壁的局部化学镀金或者镀银，形成镀层区域。镀层区域中的镀层电极与通电后的平面电极一起形成闭合的非匀强电场区域，在镀层电极上方通过形变控制电磁阀施加大小可变的电磁力，造成镀层电极的形变，导致非匀强电场区域的电场强度分布发生改变，并引起介电泳力分布的改变。本实用新型无需调节外加信号源改变外电场的幅值，而仅需通过控制形变控制电磁阀电磁力的大小，即可实现对非匀强电场区域的场强和电场分布的调整，实现对不同属性介电粒子的分选。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是：提供一种介电泳粒子分选微流控芯片，其特征在于所述微流控芯片包括平面电极层、微通道层和控制层；所述控制层位于微通道层之上，所述微通道层位于平面电极层之上；

所述平面电极层包括电极衬底、平面电极和接线区；所述平面电极沉积于电极衬底上；所述接线区一端与平面电极连接，另一端外接电源；

所述微通道层包括微通道和微通孔；所述微通孔包括镀液入口、镀液出口、分选溶液进样口和分选溶液出样口；所述微通道包括镀液微通道和分选溶液微通道；所述镀液微通道上配置有镀液电磁阀工位，所述分选溶液微通道上配置有分选溶液电磁阀工位；所述镀液微通道通过常规镀层技术镀层形成镀层区域；所述镀层区域具有镀层电极，镀层电极与通电后的平面电极一起形成闭合的非匀强电场区域；

所述控制层包括控制层衬底、镀液电磁阀、分选溶液电磁阀和形变控制电磁阀；所述控制层衬底的作用是为镀液电磁阀、分选溶液电磁阀和形变控制电磁阀的安装进行定位；所述镀液电磁阀安装于镀液电磁阀工位上；所述分选溶液电磁阀安装于分选溶液电磁阀工位上；所述形变控制电磁阀置于镀层电极上，外接调节电源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型无需调节外加信号源改变外电场的幅值，而仅需通过控制形变控制电磁阀电磁力的大小，即可实现对非匀强电场区域的场强和电场分布的调整，实现对不同属性介电粒子的分选，且镀层电极形变过程可逆、可控；本实用新型的微流控芯片结构合理，布局得当，制作过程简单，成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型介电泳粒子分选微流控芯片一种实施例的主视整体结构示意图；(其中：1、平面电极层；2微通道层；3、控制层)

图2是本实用新型介电泳粒子分选微流控芯片一种实施例的平面电极层主视结构示意图；(其中：11、电极衬底；12、平面电极；13、接线区)