【摘要】：从样品混合物中提纯目标的细胞分离在生物医学研究，临床实践以及国土安全需求(例如食品和水质分析中的病原菌监测)中起着关键作用。微流体细胞分离芯片使用小型化、集成化的设备提供了更高的分离纯度和减少样品量需求。介电泳(dielectrophoresis，DEP)在微流控技术中具有免标记进行细胞分离的优势。导电聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)作为材料的微流控芯片由于其简单且低成本的软光刻工艺受到研究者青睐。


然而，现有的导电PDMS电极的芯片需要在半成品模板上进行额外的牺牲层光刻来分别制作电极和流道侧壁。


本文提出了一种新颖的微流控介电泳分离芯片，其三维电极和流体结构完全由银-PDMS(AgPDMS)材料构建，并使用SU-8模具开发了低成本的一步成型工艺，无需额外的光刻步骤。本文提出的芯片具有独特的两层交叉指型电极，微电极结构不仅提供高效的介电泳电场，而且作为流道侧壁并定义贯穿下层腔室的并行流道。实验验证了这种设计能够构建空间不均匀的介电泳电场，从而在横向和垂直方向上实现高效的细胞分离。


实验评估了上层电极厚度对于细胞捕获效率的影响，按比例扩展电极单元的芯片在进行存活和灭活的宫颈癌细胞(Hela)分离时达到了95.4%的存活细胞高捕获效率和85.6%的纯度。结合计算机图像处理技术，本课题开发了程序辅助对逃逸细胞的视频进行计数。此外，本文还研究了基于芯片的抗癌药物处理后细胞活性测定的可行性。