[发明专利]微尺度颗粒分离芯片及利用该芯片分离微尺度颗粒的方法

权利要求书

1.微尺度颗粒分离芯片，其特征在于，包括电极部分和通道部分，所述电极部分包括ITO电极结构和用于承载ITO电极结构的玻璃基底(1)，所述通道部分包括PDMS通道(21)和用于承载PDMS通道(21)的PDMS盖片(2)，所述PDMS通道(21)键合在ITO电极结构表面；

所述ITO电极结构包括：第一激发电极(11)、第二激发电极(12)、第三激发电极(13)、第四激发电极(14)、第一悬浮电极(15)和第二悬浮电极(16)，第一悬浮电极(15)的末端呈凹弧结构，第二悬浮电极(16)的首端呈凹弧结构，第二悬浮电极(16)和第一悬浮电极(15)首尾相对呈一条直线排布，第一激发电极(11)和第二激发电极(12)分别设置在第一悬浮电极(15)两侧，第三激发电极(13)和第四激发电极(14)分别设置在第二悬浮电极(16)两侧，第二悬浮电极(16)朝向第三激发电极(13)的一侧上设有N个深度不同的U形缺口(17)，N个U形缺口(17)的底部均为直径相同的圆弧形，其中N为正整数；

PDMS通道(21)的一端呈喇叭状结构，该喇叭状结构的中心向外延伸形成入口通道(221)，该入口通道(221)的端部为PDMS通道(21)的入口(222)，PDMS通道(21)的另一端呈Y形分叉，两条叉路(231)的端口分别作为PDMS通道(21)的两个出口(232)；

PDMS通道(21)与第一悬浮电极(15)重叠设置，入口(222)朝向第一悬浮电极(15)的首端，入口通道(221)的宽度小于第一悬浮电极(15)的宽度；

第一激发电极(11)、第二激发电极(12)、第一悬浮电极(15)和PDMS通道(21)的入口段构成聚集区，第三激发电极(13)、第四激发电极(14)、第二悬浮电极(16)和PDMS通道(21)的出口段构成分离区。

2.根据权利要求1所述的微尺度颗粒分离芯片，其特征在于，入口(222)为直径1mm的圆孔，出口(232)为直径4mm的圆孔，两条叉路(231)的初始宽度为200μm。

3.根据权利要求1所述的微尺度颗粒分离芯片，其特征在于，第一悬浮电极(15)端面与第二悬浮电极(16)端面之间的距离为1.5mm。

4.根据权利要求1所述的微尺度颗粒分离芯片，其特征在于，第一悬浮电极(15)末端的凹弧直径为135μm，该凹弧的圆心与第一悬浮电极(15)末端面之间的距离为50μm。

5.根据权利要求1所述的微尺度颗粒分离芯片，其特征在于，N的取值为5～20。

6.利用上述1至5任一权利要求所述的芯片分离微尺度颗粒的方法，其特征在于，

所述方法基于以下装置实现，所述装置包括：信号发生器、放大器和微尺度颗粒分离芯片，信号发生器的第一电压信号输出端与微尺度颗粒分离芯片的第一激发电极(11)电气连接，信号发生器的第二电压信号输出端与微尺度颗粒分离芯片的第二激发电极(12)电气连接，信号发生器的第三电压信号输出端与放大器的电压信号输入端电气连接，放大器的第一电压信号输出端与微尺度颗粒分离芯片的第三激发电极(13)电气连接，放大器的第二电压信号输出端与微尺度颗粒分离芯片的第四激发电极(14)电气连接；

所述方法包括以下步骤：

步骤一：向微尺度颗粒分离芯片的PDMS通道(21)内注入吐温溶液，使得PDMS通道(21)内壁均涂覆有吐温溶液；

步骤二：向样本溶液中注入吐温溶液，然后将混合溶液注入PDMS通道(21)内，其中吐温溶液与样本溶液的体积比为1:50～1：200；

步骤三：当混合溶液达到平衡状态时，信号发生器的第一电压信号输出端和第二电压信号输出端输出电压，通过聚集区产生的诱导电荷电渗对称的微旋涡对样本溶液中的颗粒进行聚集；

步骤四：信号发生器的第三电压信号输出端输出电压，使分离区中第二悬浮电极(16)产生的非对称旋涡对样本溶液中的颗粒进行分离，从而完成样本溶液中微尺度颗粒的分离。