【摘要】：從樣品混合物中提純目標(biāo)的細(xì)胞分離在生物醫(yī)學(xué)研究，臨床實(shí)踐以及國土安全需求(例如食品和水質(zhì)分析中的病原菌監(jiān)測)中起著關(guān)鍵作用。微流體細(xì)胞分離芯片使用小型化、集成化的設(shè)備提供了更高的分離純度和減少樣品量需求。介電泳(dielectrophoresis，DEP)在微流控技術(shù)中具有免標(biāo)記進(jìn)行細(xì)胞分離的優(yōu)勢。導(dǎo)電聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)作為材料的微流控芯片由于其簡單且低成本的軟光刻工藝受到研究者青睞。

然而，現(xiàn)有的導(dǎo)電PDMS電極的芯片需要在半成品模板上進(jìn)行額外的犧牲層光刻來分別制作電極和流道側(cè)壁。

本文提出了一種新穎的微流控介電泳分離芯片，其三維電極和流體結(jié)構(gòu)完全由銀-PDMS(AgPDMS)材料構(gòu)建，并使用SU-8模具開發(fā)了低成本的一步成型工藝，無需額外的光刻步驟。本文提出的芯片具有獨(dú)特的兩層交叉指型電極，微電極結(jié)構(gòu)不僅提供高效的介電泳電場，而且作為流道側(cè)壁并定義貫穿下層腔室的并行流道。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種設(shè)計(jì)能夠構(gòu)建空間不均勻的介電泳電場，從而在橫向和垂直方向上實(shí)現(xiàn)高效的細(xì)胞分離。

實(shí)驗(yàn)評估了上層電極厚度對于細(xì)胞捕獲效率的影響，按比例擴(kuò)展電極單元的芯片在進(jìn)行存活和滅活的宮頸癌細(xì)胞(Hela)分離時(shí)達(dá)到了95.4%的存活細(xì)胞高捕獲效率和85.6%的純度。結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，本課題開發(fā)了程序輔助對逃逸細(xì)胞的視頻進(jìn)行計(jì)數(shù)。此外，本文還研究了基于芯片的抗癌藥物處理后細(xì)胞活性測定的可行性。