一种测试介电泳力的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种测试介电泳力的装置，其包括光镊测试介电泳力芯片、垂直固定所述光镊测试介电泳力芯片的3D打印夹具以及承载所述3D打印夹具和光镊测试介电泳力芯片的载玻片；所述3D打印夹具包括第一夹具以及和所述第一夹具之间具有间隙的第二夹具，所述光镊测试介电泳力芯片固定在所述第一夹具和第二夹具之间的间隙内。采用本种测试介电泳力的装置对光镊辅助分析芯片内微粒/细胞DEP，实现准确、高效、全面的单个微粒/细胞或者同时多个微粒/细胞的DEP行为的分析，且本装置结构简单和易于制作。于制作。于制作。

【技术实现步骤摘要】
一种测试介电泳力的装置


[0001]本技术属于光镊测试介电泳力
，尤其涉及一种测试介电泳力的装置。

技术介绍

[0002]微流控芯片技术(Lab on a Chip)以微机电技术为基础，能够将微泵、微阀、微通道、微腔和微电极等功能单元设计并集成到一块微小的芯片平台上，实现精准、稳定的微粒/细胞操控。目前，通过将基于流体力学、光学、电学、磁学和声学等不同原理的操控方式集成到微流控芯片系统中，得到了一系列适用于不同应用场景的微粒/细胞操控平台。电场操控的方式主要是基于介电泳(dielectrophoresis,DEP)实现的。DEP描述的是非均匀电场中介电粒子因极化作用而受力发生定向迁移运动，当微粒的极化性能优于缓冲液介质时会受到正介电泳力(positive dielectrophoresis force,p
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DEP)作用向高电场运动，而当其极化性能不如缓冲液介质时则受到负介电泳力(negative dielectrophoresis force,n
‑
DEP)作用向低电场运动。基于DEP的微流控芯片可以实现高通量、非侵入式、低成本的微粒操控，特别是DEP操控细胞已经被成功应用于诸如死细胞和活细胞的分离，全血中循环肿瘤细胞的分离，不同细胞亚群之间的分离，单细胞分离和操控等研究中。在基于DEP的微粒/细胞操控微流控芯片的研究中，分析微粒/细胞在芯片内的DEP行为是芯片设计的前提和基础。
[0003]通过公式计算和分析细胞DEP行为是最常用的方法，但是存在着过程复杂和不够准确的问题。首先，公式里涉及的参数多，加上改变实验条件时需要重新测量公式中的参数值，这样的计算过程显然是较为复杂的。这样复杂的计算得到的结果却并不够准确。以细胞为例，在通过谐振腔微扰法等技术测量细胞的介电常数时，往往测得的是一群细胞的介电常数的“平均值”，而细胞的导电率亦是如此，这样计算得出的Re[K(ω)]以及DEP力的大小都是不够准确的。因此，简单、准确分析细胞DEP行为非常重要。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种结构简单和易于制作的测试介电泳力的装置。
[0005]本技术提供一种测试介电泳力的装置，其包括光镊测试介电泳力芯片、垂直固定所述光镊测试介电泳力芯片的3D打印夹具以及承载所述3D打印夹具和光镊测试介电泳力芯片的载玻片；所述3D打印夹具包括第一夹具以及和所述第一夹具之间具有间隙的第二夹具，所述光镊测试介电泳力芯片固定在所述第一夹具和第二夹具之间的间隙内。
[0006]优选地，所述光镊测试介电泳力芯片包括底部基板、位于所述底部基板上的电极层、位于电极层上的微孔阵列层和阵列设置的测试定位层；所述底部基板固定在所述第一夹具上，所述电极层和测试定位层朝向所述第二夹具设置。
[0007]优选地，所述第一夹具呈四边形，其包括依序连接的第一边、第二边、第三边和第四边，其中第一边和第三边相对设置，第一边的长度大于第三边的长度，第一边两端分别延
伸出第二边和第四边；第二边和第四边相对设置且长度相同；所述底部基板固定在所述第一边上。
[0008]优选地，所述第二夹具具有3边，其包括依序连接的第一延伸边、第二延伸边和第三延伸边，其中第一延伸边和第三延伸边相对设置且长度相同，第二延伸边连接在第一延伸边和第三延伸边之间；所述第一延伸边和第三延伸边分别抵接所述底部基板两端。
[0009]优选地，所述第一延伸边和所述第三延伸边的高度分别与所述第二边和所述第四边的高度相同。
[0010]优选地，所述载玻片的厚度为160微米
‑
180微米。
[0011]优选地，所述光镊测试介电泳力芯片采用硅胶进行封装。
[0012]采用本种测试介电泳力的装置对光镊辅助分析芯片内微粒/细胞DEP，实现准确、高效、全面的单个微粒/细胞或者同时多个微粒/细胞的DEP行为的分析，且本装置结构简单和易于制作。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本技术的实施例的光镊测试介电泳力芯片的主视图；
[0015]图2是本技术的实施例的光镊测试介电泳力芯片的俯视图；
[0016]图3是本技术的实施例的光镊测试介电泳力芯片的立体图；
[0017]图4是本技术的实施例的测试介电泳力的装置的立体图。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0019]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]图1至图3所示为光镊测试介电泳力芯片的结构示意图，光镊测试介电泳力芯片10包括底部基板11、位于底部基板11上的电极层12、位于电极层12上的微孔阵列层13和阵列设置的测试定位层14。
[0021]电极层12包括相对设置的多对第一叉指电极121和第二叉指电极122，每对第一叉指电极121和第二叉指电极122之间具有间隙。微孔阵列层13包括阵列设置的多个微孔131，
微孔131位于第一叉指电极121和第二叉指电极122之间，每行第一叉指电极121和第二叉指电极122之间具有多个微孔131。
[0022]微孔131的孔径为10
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20微米，第一叉指电极121的高度和第二叉指电极122的高度均为100
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300纳米，每对第一叉指电极121和第二叉指电极122之间的间距为4
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8微米，第一叉指电极121的宽度和第二叉指电极122的宽度均为15
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25微米。通过在电极层12上进行负胶光刻形成微孔阵列层13。
[0023]通过给电极层12加载电压，可以在微孔131内形成介电泳力。
[0024]测试定位层14用于在光镊测试力时来定位微球的功能层。
[0025]每行的微孔131位于该行两个测试定位层14之间，测试定位层14的下表面或上表面与对应行的微孔131的中心线在同一条直线上。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试介电泳力的装置，其特征在于，其包括光镊测试介电泳力芯片、垂直固定所述光镊测试介电泳力芯片的3D打印夹具以及承载所述3D打印夹具和光镊测试介电泳力芯片的载玻片；所述3D打印夹具包括第一夹具以及和所述第一夹具之间具有间隙的第二夹具，所述光镊测试介电泳力芯片固定在所述第一夹具和第二夹具之间的间隙内。2.根据权利要求1所述的测试介电泳力的装置，其特征在于，所述光镊测试介电泳力芯片包括底部基板、位于所述底部基板上的电极层、位于电极层上的微孔阵列层和阵列设置的测试定位层；所述底部基板固定在所述第一夹具上，所述电极层和测试定位层朝向所述第二夹具设置。3.根据权利要求2所述的测试介电泳力的装置，其特征在于，所述第一夹具呈四边形，其包括依序连接的第一边、第二边、第三边和第四边，其中第一边和第三边相对设置，第一边的长度大于第三边的长度，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鑫，吴春卉，徐俊彦，陶超然，黄凯程，朴英哲，陈日飞，刘羽，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：