[发明专利]用于细胞分选与聚焦的介电泳微流控芯片及其免对准微加工方法

权利要求书

1.一种用于细胞分选与聚焦的介电泳微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括自上而下依次组合在一起的顶层(1)、一体化流道-电极功能层(2)、基底层(3)；

所述的顶层(1)沿长度方向上设有两个进行插管注入的孔，分别作为流道出入口(4)；

所述一体化流道-电极功能层(2)包含一对长方体主电极(7)、叉指电极(5)；长方体主电极(7)上表面长度方向为x方向，在主电极(7)上表面与x方向垂直的记为y方向，与x、y方向垂直的主电极高度方向记为z方向；两长方体主电极(7)上表面共平面且侧壁平行相对，两长方体主电极(7)之间具有空隙作为主流道；两长方体主电极(7)相对的侧边上分别具有多个均匀分布的整体为长条状的且在z方向与主电极高度相等的叉指电极(5)，每个主电极(7)上的长条状叉指电极(5)垂直主电极(7)伸入到主流道并指向对面的主电极(7)，且与对面的主电极(7)之间具有空隙称为电极间窄绝缘沟道(9)；两主电极(7)上的叉指电极(5)在主流道中交替间隔均匀分布；

在两主电极(7)长度方向的两端均设有流道边界墙体(8)，流道边界墙体(8)与两主电极(7)共平面且等高，在流道边界墙体(8)上各设有一个凹槽通孔与主流道连通，其中一个凹槽通孔为入口处(24)，另一个为出口处(25)；入口处(24)和出口处(25)分别与贯穿顶层(1)的流道出入口(4)上下相对且连通；流道边界墙体(8)与两主电极(7)之间具有空隙记为板极间窄绝缘沟道(6)；

所述整体为长条状的叉指电极(5)分上、下两层结构；上面为长度方向沿y方向的长条状的薄层板(13)，下面为与薄层板(13)的下表面相连的多个沿y方向均匀排列成一排的柱状结构(14)；柱状结构(14)的轴沿z方向且与薄层板(13)垂直；薄层板(13)的两侧壁是对称的呈周期变化的波形结构，使得薄层板(13)沿长度方向的面积呈周期性变大和缩小；柱状结构(14)位于每一个重复周期面积相对较大的薄层板(13)下面，且与柱状结构(14)相对应的薄层板(13)的面积覆盖且大于柱状结构(14)的上端面面积；主流道之间多个叉指电极(5)的所有柱状结构(14)形成矩形阵列，即相邻叉指电极(5)的柱状结构(14)沿x方向前后对准形成阵列，同一叉指电极(5)相邻柱状结构(14)之间的空隙称为柱子间隙(15)，沿x方向柱子间隙(15)前后对准形成垂直于叉指电极的多条并行分流道(10)；

其制备过程包括仅需一次倒模且倒模过程中无需对准式光刻工艺的微加工过程。

2.按照权利要求1所述的一种用于细胞分选与聚焦的介电泳微流控芯片，其特征在于，所述介电泳微流控芯片的顶层(1)材料为绝缘透明材质聚二甲基硅氧烷(PDMS)；所述介电泳微流控芯片的基底层(3)，为绝缘透明材质玻璃。

3.按照权利要求1所述的一种用于细胞分选与聚焦的介电泳微流控芯片，其特征在于，一体化流道-电极功能层(2)，该层结构由均一材料构成，为固化导电聚合物-银-聚二甲基硅氧烷(AgPDMS)。

4.按照权利要求1所述的一种用于细胞分选与聚焦的介电泳微流控芯片，其特征在于，叉指电极(5)的薄层板(13)采用周期性重复的波形结构，为多边形形状形成锯齿波外形，或圆弧状的波浪形结构；周期性重复单元(11)每周期长度为180-350μm，最宽处宽度为180-280μm，最窄处宽度为120-220μm；重复周期数为10-20个；该层厚度为10-30μm。

5.按照权利要求1所述的一种用于细胞分选与聚焦的介电泳微流控芯片，其特征在于，所述叉指电极(5)的下层柱状结构(14)厚度即轴向长度为40-70μm，柱状结构的径向最大长度为100-200μm；对于同一叉指电极(5)的柱状图案，柱子间隙(15)为50-150μm，柱子数量为10-20个，柱子形状可选但不限于圆柱、圆角矩形柱、立方体柱。

6.按照权利要求1所述的一种用于细胞分选与聚焦的介电泳微流控芯片，其特征在于，所述介电泳微流控芯片的叉指电极(5)对数为5-15对，相邻叉指电极间距(12)为80-150μm。