本发明专利技术涉及光镊测试介电泳力技术领域，公开了一种介电泳力测试芯片、测试装置及测试方法，其中测试芯片包括基底层，所述基底层上设置有电极层，所述电极层包括至少一个第一叉指电极对和至少一个第二叉指电极对，所述第一叉指电极对和第二叉指电极对的极板均竖向设置。本发明专利技术可通过测试不同电极对间微球所受的介电泳力，从而能实现不同电极对间的互感效应对芯片配对效率的影响分析，助力芯片配对性能的提高。提高。提高。
【技术实现步骤摘要】
一种介电泳力测试芯片、测试装置及测试方法
[0001]本专利技术涉及光镊测试介电泳力
，特别是涉及一种介电泳力测试芯片、测试装置及测试方法。
技术介绍
[0002]单细胞配对微流控芯片平台的研究，对精准细胞融合、单细胞间相互作用以及单细胞测序等研究具有非常重要的意义。研究表明，大多数疾病的发生都包含有至少一种细胞间的通讯发生问题。目前，对细胞间相互作用的研究还集中在细胞群体水平，得到的是许多细胞表现出来的总体平均效应。然而，在单细胞水平上研究细胞之间的相互作用，可以观察到总体水平掩盖的一些不明显的细胞反应。在活体内很难得到孤立的一对单细胞，因此，建立快速简单地单细胞捕获配对的方法，能够为相关的生物医学领域提供一种有力的研究平台。其中，介电电泳(dielectrophoresis，DEP)是一种在非均匀电场中根据中性粒子的介电性质控制其受正介电电泳力作用向高电场或者受负介电电泳力作用向低电场运动，从而实现对介电粒子的操控。通过合理的设计和制作基于DEP原理的微流控芯片，我们能够实现有效的高通量单细胞配对。例如，南方科技大学程鑫课题组研发了一种“平面式”DEP单细胞配对芯片，将两对叉指微电极结构集成在同一平面内，结合微腔阵列，微挡板等结构，在依次给两对叉指电极加电时，两种细胞受到DEP力作用被依次捕获在相邻的单细胞尺寸的微腔阵列中，最终形成单细胞对的阵列，配对效率达74％。日本兵库大学的Yasukawa课题组报道了一种基于DEP方法的“垂直式”单细胞配对的微流控装置，此装置利用顶部的ITO电极和底部的图案化的微电极产生的正介电电泳力将两种细胞依次捕获在微腔阵列内，实现高通量的单细胞配对，配对效率达44％。在这些不同的芯片结构中，不同的电极对间的互感效应是影响配对率的关键因素。因此，在芯片结构的设计和优化过程中，寻找能够准确分析芯片结构中的互感效应的方法非常有助于提高芯片的配对性能。
[0003]因此本领域技术人员致力于开发一种介电泳力测试芯片、测试装置及测试方法，用以实现不同电极对间互感效应对芯片配对效率的影响和分析。
技术实现思路
[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种介电泳力测试芯片、测试装置及测试方法，用以实现不同电极对间互感效应对芯片配对效率的影响和分析。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种介电泳力测试芯片，包括基底层，所述基底层上设置有电极层，所述电极层包括至少一个第一叉指电极对和至少一个第二叉指电极对，所述第一叉指电极对和第二叉指电极对的极板均竖向设置。两个电极对的设置，可向其中一个电极对通电，从而在两个电极对间形成非均匀电场，电场中的微球受电场中的介电泳力可发生移动，通过观察微球移动方向及距离，能够测算微球受到的介电泳力和不同互感电场导致微球受到的介电泳力大小的差异。而极板的竖向设置，一能方便定位，二是更能方
便观察到微球的运动轨迹，便于后续的测算。
[0006]较佳的，所述第一叉指电极对和第二叉指电极对成对设置，一个第一叉指电极对和一个第二叉指电极对组成一个叉指电极组。两个电极对成组设置，一组电极对可组成一个电场。
[0007]较佳的，所述电极层上方为负胶层，所述负胶层上设有若干微腔，单个所述微腔连通任一第一叉指电极对的两个成对极板，或者连通任一第二叉指电极对的两个成对极板。微腔的设置，便于形成多个独立电场。
[0008]较佳的，若干所述微腔呈横竖阵列排布，从而形成多个规律电场，便于测试的进行及观察。
[0009]较佳的，所述微腔截面为圆形，直径设置在15
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25微米，深度在8
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15微米。
[0010]较佳的，所述第一叉指电极对包括第一极板和第二极板，各所述第一叉指电极对的第一极板相互连接；
[0011]所述负胶层上设置有第一导电条，所述第一导电条与各所述第一叉指电极对的第二极板连接；
[0012]所述第二叉指电极对包括第三极板和第四极板；
[0013]所述负胶层上设置有第二导电条，所述第二导电条与各所述第二叉指电极对的第三极板连接；
[0014]所述负胶层上还设置有第三导电条，所述第三导电条与各所述第二叉指电极对的第四极板连接。
[0015]较佳的，所述负胶层上设置有定位块，任一所述叉指电极组前后均设置有一定位块。
[0016]本专利技术还提供一种介电泳力测试装置，包括如上所述介电泳力测试芯片。
[0017]较佳的，还包括夹具，所述夹具包括载玻片底板，所述载玻片底板上设置有前夹壁和后夹壁，所述前夹壁和后夹壁围合成接触处有缝隙的腔体，所述介电泳力测试芯片封装后插在所述缝隙内。夹具底部采用载玻片底板，便于激光束(光阱)照进腔体，捕获微球，同时也便于观察。
[0018]本专利技术还提供一种介电泳力测试方法，采用如上所述的介电泳力芯片或介电泳力测试装置，包括以下步骤：
[0019]S1:将所述介电泳力芯片立于一腔体中，所述腔体底部为载玻片底板；
[0020]S2:将微球溶液加入所述腔体中；
[0021]S3:用两束光阱捕获微球至第一叉指电极对和第二叉指电极对上方，每束光阱至少捕获一个微球；捕获微球的高度在同一平面；
[0022]S4:给第一叉指电极对施加正弦电信号，微球受介电泳力作用在光阱中发生横向移动；
[0023]S5:观察微球移动的方向，确定介电泳力方向，并通过测试和计算两个微球收到的横向光阱力，分析施加电的微球受到的介电泳力和互感电场导致微球受到的介电泳力大小的差异。
[0024]本专利技术的有益效果是：本专利技术可通过测试不同电极对间微球所受的介电泳力，从而能实现不同电极对间的互感效应对芯片配对效率的影响分析，助力芯片配对性能的提
高。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一具体实施方式介电泳力测试装置的结构示意图。
[0026]图2是本专利技术一具体实施方式介电泳力测试芯片的电极层结构示意图。
[0027]图3是本专利技术一具体实施方式介电泳力测试装置的正视结构示意图。
[0028]图4是图3中A处的放大结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，需注意的是，在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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专利技术和简化描述，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、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]如图1和图2所示，一种介电泳力测试芯片，包括基底层1，基底层1上设置有电极层2，电极层2包括至少一个第一叉指电极对21和至少一个第二叉指电极对22，第一叉指电极对21和第二叉指电极对22的极板均竖向设置。本专利技术中，基底层1采用玻璃基底，基底层1上的叉指电极具体采用图案化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种介电泳力测试芯片，其特征是：包括基底层(1)，所述基底层(1)上设置有电极层(2)，所述电极层(2)包括至少一个第一叉指电极对(21)和至少一个第二叉指电极对(22)，所述第一叉指电极对(21)和第二叉指电极对(22)的极板均竖向设置。2.如权利要求1所述的介电泳力测试芯片，其特征是：所述第一叉指电极对(21)和第二叉指电极对(22)成对设置，一个第一叉指电极对(21)和一个第二叉指电极对(22)组成一个叉指电极组。3.如权利要求2所述的介电泳力测试芯片，其特征是：所述电极层(2)上方为负胶层(3)，所述负胶层(3)上设有若干微腔(30)，单个所述微腔(30)连通任一第一叉指电极对(21)的两个成对极板，或者连通任一第二叉指电极对(22)的两个成对极板。4.如权利要求3所述的介电泳力测试芯片，其特征是：若干所述微腔(30)呈横竖阵列排布。5.如权利要求3所述的介电泳力测试芯片，其特征是：所述微腔(30)截面为圆形，直径设置在15
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25微米，深度在8
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15微米。6.如权利要求3所述的介电泳力测试芯片，其特征是：所述第一叉指电极对(21)包括第一极板(211)和第二极板(212)，各所述第一叉指电极对(21)的第一极板(211)相互连接；所述负胶层(3)上设置有第一导电条(31)，所述第一导电条(31)与各所述第一叉指电极对(21)的第二极板(212)连接；所述第二叉指电极对(22)包括第三极板(221)和第四极板(222)；所述负胶层(3)上设置有第二导电条(32)...
【专利技术属性】
技术研发人员：程鑫，吴春卉，徐俊彦，刘振，陈日飞，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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