[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

说明书

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，涉及微尺度颗粒分离技术领域。本发明是为了填补现有技术中对于基于漩涡连续分离微流控芯片的空缺。本发明首先向微尺度颗粒分离芯片的PDMS通道内注入吐温溶液，使得PDMS通道内壁均涂覆有吐温溶液；然后向样本溶液中注入吐温溶液，然后将混合溶液注入PDMS通道内；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；最后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产生的非对称旋涡对样本溶液中的颗粒进行分离，完成微尺度颗粒的分离。

技术领域

本发明属于微尺度颗粒分离技术领域。

背景技术

微尺度的颗粒分离在实际生活中具有重要的应用，如癌症的早期诊断，环境的检测，化学样本的准备，太阳能电池的制备等。由于基于旋涡的颗粒分离技术在操作过程中，将操作的颗粒样本悬浮于流体中，颗粒样本和通道没有任何接触，进而避免了颗粒样本的贴壁。因此，基于旋涡的颗粒分离是一项非常具有潜力的分离技术。

但是到目前为止，基于漩涡连续分离微流控芯片还没有出现。现有技术中，虽然产生微旋涡的方式有很多种，但是大部分旋涡都存在灵活调控的问题。并且，要利用为旋涡实现颗粒的连续性分离，则需要长久、稳定、可以重复的旋涡。因此，需要一种更好的方法去产生旋涡，从而实现基于旋涡的颗粒分离的微流控芯片的设计。

发明内容

本发明是为了填补现有技术中对于基于漩涡连续分离微流控芯片的空缺，现提供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。

微尺度颗粒分离芯片，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，所述通道部分包括PDMS通道和用于承载PDMS通道的PDMS盖片，所述PDMS通道键合在ITO电极结构表面；

所述ITO电极结构包括：第一激发电极、第二激发电极、第三激发电极、第四激发电极、第一悬浮电极和第二悬浮电极，第一悬浮电极的末端呈凹弧结构，第二悬浮电极的首端呈凹弧结构，第二悬浮电极和第一悬浮电极首尾相对呈一条直线排布，第一激发电极和第二激发电极分别设置在第一悬浮电极两侧，第三激发电极和第四激发电极分别设置在第二悬浮电极两侧，第二悬浮电极朝向第三激发电极的一侧上设有N个深度不同的U形缺口，N个U形缺口的底部均为直径相同的圆弧形，其中N为正整数；

PDMS通道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，该入口通道的端部为PDMS通道的入口，PDMS通道的另一端呈Y形分叉，两条叉路的端口分别作为PDMS通道的两个出口；

PDMS通道与第一悬浮电极重叠设置，入口朝向第一悬浮电极的首端，入口通道的宽度小于第一悬浮电极的宽度；

第一激发电极、第二激发电极、第一悬浮电极和PDMS通道的入口段构成聚集区，第三激发电极、第四激发电极、第二悬浮电极和PDMS通道的出口段构成分离区。

利用上述微尺度颗粒分离芯片分离微尺度颗粒的方法，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通道内注入吐温溶液，使得PDMS通道内壁均涂覆有吐温溶液；