根据双极性电极的微流控芯片用于生物颗粒和细胞分选

  在生物化学运用中，对细胞或颗粒进行无鞘流聚集和分选是一个重要的预处理过程。以往的分选办法大多依赖于运用鞘流来完成高效的细胞聚集。但是，鞘流的引入会稀释并下降生物颗粒的活性，并一定要经过额定的通道进行精确的流量操控，于体系的建立本钱和复杂性晦气。因而，怎样来完成无鞘流聚集和分选一直是该范畴要处理的问题。

  根据以上办法，研讨人员开发了一种简略低本钱的集成式微流控芯片，这中心还包含细胞与颗粒的电场聚集偏移与声场分选两个模块，别离称为模块I与模块II。如图1所示，能够正常的看到，该集成式微流控芯片结构相对比较简略，包含一个用于样品打针的进口和两个用于分选和搜集方针颗粒的出口。模块I中有两个BPE，别离为BPE i和BPE ii。其间BPE i一直处于悬浮态，用于预聚集颗粒或细胞；而BPE ii供给了与外电路的接口，可通电变为激发态，用于偏移经BPE i聚集后构成的粒子束。而模块II具有歪斜的叉指换能器（IDT），因为逆压电效应，在通道中构成了taSSAW，多条压力波节线接连捕获遭到声场作用力更大的颗粒，用于分选方针颗粒。

  图1 （a）用于颗粒聚集与分选的集成式微流控芯片作业原理示意图；（b）BPE上的ICEO原理；（c）SSAW声场构成原理。其间，AN为压力波腹，PN为压力波节。

  图2 用于颗粒电场聚集与声场分选的集成式微流控芯片示意图：（a）集成式聚集分选微流控芯片的3D示意图；（b）集成式聚集分选微流控芯片实物图；（c）图（b）中赤色虚线区域I的显微图，即电场聚集模块的通道以及电极（指出了加电办法）；（d）图（b）中赤色虚线区域II的显微图，即声场分选模块的通道以及电极（指出了加电办法）。

  研讨人员首要经过分选5 μm和8 μm PS微球来验证这种集成式微流控芯片的功用（图3），然后经过改动BPE的电压来精确调整粒子束以完成更高的分选功能（图4）。为了验证对细胞的有效性，研讨人员还对THP-1细胞和酵母细胞进行了集成的无鞘流电场聚集、偏移和声学分选，取得了比有鞘流声学分选更好的功能（图5）。

  图3 悬浮电极BPE ii未加电时，对8 μm 与5 μm PS微球的电场聚集和声场分选。

  图4 悬浮电极BPE ii接地时，对8 μm与5 μm PS微球的电场聚集偏移和声场分选。

  图5 对THP-1细胞与酵母菌的电场聚集和声场分选：（a）THP-1细胞和酵母菌的CM因子实部比较；（b）不同频率（30 kHz ~ 40 MHz）下THP-1细胞和酵母菌在悬浮电极外表的均匀DEP速度与ICEO流速的比较；（c-f）聚集分选试验作用及统计分析。

  综上所述，研讨人员提出了一种用于聚集、偏移和分选细胞的无鞘流且安稳的微流控办法。这种办法减少了运用的泵的数量和体系的体积，一起下降了本钱，进一步为以非触摸、生物相容和无标签的办法来进行无鞘流细胞分选供给了一种新的共同途径，在生物研讨和疾病诊断中显示出巨大的潜力。

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