[实用新型]一种微米颗粒过滤装置

说明书

本实用新型属于微米级别芯片领域，具体公开了一种微米颗粒过滤装置，其过滤方法涉及到了介电泳力。所述的微米颗粒过滤装置为矩形结构，结构包括开放端口、工作电源、接地电源、滤柱。本实用新型微米颗粒过滤装置的工作过程是：在流固混合溶液进入矩形过滤装置之前先进行通电，通过开放端口让混有颗粒与溶液的流固混合溶液进入矩形过滤装置，混合溶液流经矩形过滤装置时受到介电泳力的作用，颗粒向滤柱靠拢并被滤柱吸附，溶液从滤柱间流出矩形过滤装置达到分离颗粒与溶液的目的。本实用新型的优势在于：在微米尺度下对颗粒与溶液进行快速分离；装置仅通过施加电场便能实现，装置结构简单，通用性高，成本低、过滤装置不堵塞。

技术领域

本实用新型属于微米级别芯片领域，具体公开了一种微米颗粒过滤装置，其涉及到了在直流电场中运用介电泳力方法对溶液中的微米颗粒进行操纵，从而实现溶液与颗粒的分离。

背景技术

微流控技术是一种以微米级别对流体中的颗粒进行操纵为主要特征的交叉学科技术，与微机电系统、生物、化学等学科有融合的地方，该技术具有操纵方便，对操纵颗粒无损，能在低成本并且可靠的情况下进行高精度的颗粒操纵，适合工厂、科研院所、大专院校等场所使用。现如今实际工业涉及到微尺度工艺的领域越来越多，急需一种可以在溶液中过滤微米级颗粒的装置。同时该种装置要满足通用性强、过滤速度快、可靠性强的特点。

当前国内外常用的颗粒分离的手法包括下列几种：（1）密度梯度超离心率分离法：它是一种利用颗粒在离心场力的作用下穿过密度梯度区域的速度不用，通过调节离心参数的不同，从而实现颗粒根据尺寸、密度和富集状态等差异进行分离的方法，但在超速离心的状态下，会对颗粒造成损伤。

（2）过滤分离法：过滤分离法是目前分离匀项混合物常见的方法，它是一种通过多孔介质构成的障碍物使得不同尺寸的颗粒进行分离的方法。这种方法原理简单，但是需要加工精度很高的多孔介质（如滤膜、滤网），同时过滤精度不高，只能根据尺寸进行分离，因此不能分离两种体积相近的颗粒，同时长时间过滤溶液对多孔介质造成堵塞大大降低过滤效率。

（3）场流分级法；在一个狭长的流道中，施加场到悬浮液或溶液中，并且其角度与流场方向不同进行分离的方法，这种方法能够对尺寸范围较宽的颗粒进行连续高分辨分离，但这种方法也有很大的缺点易使颗粒缺失，其原因是样品与分离膜作用过程中，分离膜会对溶液吸附，溶液的pH值、离子强度等也会发生改变。

（4）磁性分离法：磁性分离法是一种利用磁性作用力对颗粒进行分离的方法，这种方法所需要的设备体积小，结构简单，为了提高磁场强度，必须选择较高磁饱和度的聚磁介质，因此增加了运行的费用。

现有的颗粒过滤结构是一条数百微米宽的主通道和设置与主通道中部并垂直于主通道的电场通道，在电场通道两端施加金属电极与电源相连，由于电场通道与主通道交汇处电场强度很小，为了获得良好的分离效果需要施加很大的电压，过滤的颗粒越小需要施加的电压越大，这对于颗粒以及设备来说都是难以接受的；后来把过滤结构电场通道与主通道交汇处做的几微米甚至是纳米尺度的流场来聚焦通道，这就使得交汇处电场强度最大，从而使分离施加的电压变小；最近出现的分离芯片在进样通道下方又加入了一条通道，在该通道中添加PBS缓冲液，使颗粒在施加缓冲液的作用下紧挨主通道的一侧壁流动，从而经过主通道中电场强度最高的地方。这样就可以实现较小的电压下所受的介电泳力增加。

发明内容

鉴于以有技术存在的缺陷，本实用新型目的在于提供一种微米颗粒过滤装置，该装置能够使颗粒与溶液分离出来，同时能对特定的颗粒进行分离，实现快速、不损伤颗粒、不堵塞通道的滤柱结构。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：一种微米颗粒过滤装置，该装置包括开放端口1、开放端口2、工作电源3、接地电源4、滤柱5，所述的滤柱5设计在矩形结构的右端处，与矩形结构水平方向垂直大小一致；在开放端口1上接有工作电源3，提供6V电压；开放端口1上镶嵌有金属电极，金属电极与工作电源3连接，使金属电极具有工作电源同等大小电压。