介电电泳芯片

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1、介电电泳生物芯片主动式生物芯片的特点在芯片的构建和生化反应中直接引入外力或场的作用，从而具有快速、高效、自动化的特点，是构建芯片实验室、实现过程集成化的基本部件，目前已成为生物芯片技术研究的重点优势：生化分析效率高芯片设计灵活多样适合与其它系统相组合集成介电电泳生物芯片介电电泳生物芯片是一种十分重要的主动式电磁生物芯片•施加的外力：－介电力•灵活的样品处理能力－细胞－DNA－生物大分子其他纳米材料•多功能－细胞分离－分子定位及输运－细胞定向操纵－细胞富集介电电泳技术1.介电电泳介电电泳是指在非均匀交流电场中，悬挂在一定介

2、质中的微粒因诱导极化作用产生的定向迁移现象。生命的基本单元——E

3、——nDEP介电电泳技术介电运动状态描述：a.粒子相关的参数：b.工作溶液相关的参数：c.驱动电场相关的参数：常用频率段：1kHz—25MHz电场与细胞的互作用通道：细胞膜（约5mV的跨膜电压）d.温度（热刺激效应）：细胞内的细胞动力学过程与温度呈指数关系。高于细胞生理温度4度，将导致细胞死亡。介电电泳技术介电电泳特点：与通常所说的电泳（Electrophoresis）相比，介电电泳最显著的特点是：（1）介电电泳施加的是交流电压，而不是施加直流电压；（2）介电电泳施加的是非均匀电场，而不是均匀电场；（2）粒子的迁移与其自身的带

4、电荷（净电荷）与否无关；（3）介电电泳的效果与粒子和介质的介电（极化）特性有关（能够在外加电场作用下感应出极化电荷）.一般而言，细胞中含有大量的有机分子和无机盐离子，在非均匀电场的作用下，有机分子很容易被极化，无机盐离子会重新分布，整个细胞很容易被极化。不同的细胞具有不同的极化特性。介电电泳技术介电极化因子（ClausiusMossotti因子）介电极化因子与外电场的频率、电导率、微粒介电常数、悬浮介质的介电常数有关常规介电电泳力——因交流电场场强不均匀分布而在微粒上产生的作用力；力的大小与电场感应极化的同向分量有关；感生极化

5、项由复介电极化因子的实部决定；介电电泳技术介电力的特点——（1）介电力决定于电场分布的非均匀性，因此需要设计不同形式的电极以满足特定的要求；(2)具有不同介电性质的细胞置于同一条件下会受到不同的介电力，这一点为细胞的选择性操纵和分离提供了基础；(3)介电力随着外加电场的频率和幅值的变化而变化，为实验条件的选择提供了一定的灵活性。介电分离细胞对于具不同介电性质不同类型的细胞混合物，有可能找到一个合适的溶液电导率的值，使得在某一特定频率下，一种细胞更容易被极化而其它所有类型的细胞都不如溶液更容易极化。这样，介电力使该种类型的细胞向

6、强场区运动，而其它类型的细胞向弱场区运动，从而达到在微小尺度上对细胞进行分离的目的。这种分离方法称为介电迁移（DEPMigration）。已经在多种芯片上利用这种方法实现了活细胞与死细胞的分离，从全血中分离白血病细胞，细菌细胞以及分离不同种类的微生物。介电电泳生物芯片DIELECTROPHORESISCHIPS介电电泳芯片TriangularPoint-CircleApplications-CellSeparation-CellConcentration-Cell3-DManipulationSinusoidalSEPARAT

7、IONOFMICROBEADSSEPARATIONOFMICROBEADS行波介电电泳生物芯片行波介电电泳芯片行波电场——具有一定相位差的交变电场分量行波介电电泳力——在行波电场作用下在微粒上产生的作用力，力的大小与电场感应极化的异向分量有关.感生极化项是复介电极化因子的虚部行波介电电泳芯片如果在一系列线性排列的独立的电极上施加具有不同相位的交流信号，可以在空间建立行波电场，其相位沿着电极排列的方向变化。当细胞处于这样的电场时将受到由于电场强度分布不均产生的介电力，同时也会受到由于电场相位分布不均匀而产生的介电力，即行波介电力

8、。细胞在行波介电力作用下的运动称为行波介电电泳（travelingwaveDEP，TWD）。行波介电电泳芯片在平行电极上方，产生了对称的行波电场，离电极表面越近，电场强度越大行波介电电泳芯片介电力因子的大小在x轴方向保持恒定的，且方向指向x轴负方向。越靠近电极表面，介电力