[發明專利]一種基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710198671.7
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106824318B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 任玉坤;姜洪源;陳曉明;陶冶;侯立凱;鄧小康;劉維宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片及其制備方法與應用，它涉及一種基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片及其制備方法與應用。本發明要解決現有的基于介電泳連續性顆粒分離方法中顆粒聚集過程需要復雜地流體操控和不緊湊的外接設備，無法直接與其它微流控芯片進行集成等問題。芯片：基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片由PDMS蓋片和ITO玻璃基底組成；所述PDMS蓋片鍵合在ITO玻璃基底上，在PDMS蓋片上印刷有通道。制備方法：一、電極的加工；二、通道模具的加工；三、PDMS蓋片加工；四、芯片的制備。基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片用于微尺度顆粒分離。

技術領域

本發明涉及一種基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片及其制備方法與應用。

背景技術

微尺度顆粒的分離是解決水質監測，癌癥的早期診斷，環境的檢測等重要問題中的一個關鍵步驟。為此，諸如電滲、電泳、介電泳、慣性力和離心等分離方法被提出。在這些分離方法中，介電泳是一種比較操作簡單，可控性比較強分離方法，因為基于介電泳的顆粒分離的操作過程沒有移動的機械零件，使用電場操控，操作沒有生物標記。基于介電泳連續性顆粒分離的微流控芯片已經成功地為檢測病原體及時診斷治療和檢測細菌進行水質分析方面提供了重要的支撐。將混合顆粒聚集為一條理想寬度的粒子流能夠保證所有顆粒進入介電泳力作用范圍之前沿著相同軌跡移動和從相同的位置進入介電泳力作用范圍，因此它是基于介電泳連續性顆粒分離的一項重要的步驟。但是，這個步驟的實現通常僅僅依賴于流體擠壓效應。這個效應共有四個步驟：(1)將含有顆粒的溶液注入裝置的一個裝置的入口；(2)將緩沖溶液注入到剩余的一個或多個入口；(3)通過調節外接微泵或者液面差去調節流體的流速；(4)在流體達到穩定的狀態時，顆粒在流體擠壓效應下被聚集為一條粒子流。運用上述聚集方法的介電泳連續性顆粒分離方法，雖然已經被用到多種顆粒的分離，并且具有較高的分離效率，但是其操作過程中復雜的流體控制和冗余的外接設備(多個流體微泵)使得該方法不能夠與其他微流控芯片進行集成，實現一些綜合的功能。因此需要尋找一種更好的顆粒聚集方法代替當前的這種流體擠壓效應去改善當前的基于介電泳連續性顆粒分離方法。

發明內容

本發明是要解決現有的基于介電泳連續性顆粒分離方法中顆粒聚集過程需要復雜地流體操控和不緊湊的外接設備，無法直接與其它微流控芯片進行集成等問題，而利用誘導電荷電滲效應代替流體擠壓效應去完成顆粒聚集過程，提出一種基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片及其制備方法與應用。

一種基于誘導電荷電滲和介電泳的微尺度顆粒分離芯片由PDMS蓋片和ITO玻璃基底組成；所述PDMS蓋片鍵合在ITO玻璃基底上，在PDMS蓋片上印刷有通道；所述通道的左端設置有入口，所述通道的右端設置有第三出口，所述通道中間位置的垂直方向上對稱設置有第一出口和第二出口，在所述第三出口的側下方設置有第四出口，所述第三出口的出口方向與所述第四出口的出口方向呈6°角設置；在所述通道的中間位置分隔為三個區域，左側為聚集區，右側為分離區，中間為過渡區；所述分離區的左端為窄入口，所述第一出口、第二出口和窄入口設置在過渡區內；設置在分離區內的通道的一側為電極側，電極側相對的一側為第四出口側；

所述的ITO玻璃基底上固定有第一激發電極、第二激發電極、第三激發電極、第四激發電極、第五激發電極、第六激發電極、第七激發電極、第八激發電極和懸浮電極；

所述懸浮電極設置在聚集區內；所述第一激發電極的內側和第二激發電極的內側分別設置在懸浮電極的兩側，且關于懸浮電極中心線對稱；所述第三激發電極的內端部、第四激發電極的內端部、第五激發電極的內端部、第六激發電極的內端部、第七激發電極的內端部和第八激發電極的內端部從左至右依次設置在電極側；

所述的第一激發電極、第二激發電極、第三激發電極、第四激發電極、第五激發電極、第六激發電極、第七激發電極、第八激發電極和懸浮電極是在ITO玻璃基底的表面導電側通過軟光刻技術處理得到的。