樊 磊，曾一笑，吴 菲，谭秋林，孙 东*

(1.中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051;2.仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051)

基于微环形阵列电极的细胞分离富集芯片的设计与实验研究*

樊 磊1，2，曾一笑1，2，吴 菲1，2，谭秋林1，2，孙 东1，2*

(1.中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051;2.仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051)

根据介电泳操作原理，设计了微环形阵列电极结构，建立了细胞分离富集芯片模型，采用COMSOL软件分析微环形阵列电极的电场分布和介电泳力方向并确定了最大和最小电场强度的位置，利用ITO玻璃和PDMS制备了细胞分离富集芯片。通过酵母菌细胞的介电泳富集实验和酵母菌细胞与聚苯乙烯小球的分离富集实验，明确了酵母菌细胞的临界频率，实现了酵母菌细胞和聚苯乙烯小球的分离富集。结果显示，在溶液电导率为60 μs/cm，交流信号电压为8 Vp－p时，酵母菌细胞在1 kHz～45 kHz频率范围内做负介电泳运动并富集在环形内部，45 kHz为酵母菌细胞的临界频率，在45 kHz～10 MHz频率范围内做正介电泳运动并富集在环形边缘;1.5 MHz时聚苯乙烯小球做负介电泳运动并富集在环形内部，富集倍数达到11.66。

生物芯片;细胞分离富集;介电泳;微环形电极;COMSOL

基于介电泳原理的微流控芯片作为一种新型微粒操作技术，其操作对象已从简单的中性粒子扩展到细菌、病毒、细胞等生物粒子，具有非侵入、免标记样本、快速、高效、样本需求少等优良特性，已可实现微粒的分离富集、排列、诱捕、定位以及生物特性的测试等［1－4］。……