實驗名稱：介電泳芯片分離海拉細胞

　　研究方向：介電泳

　　測試設備：信號發生器、ATA-2021B高壓放大器、示波器、顯微鏡、微流控芯片、注射泵。

　　實驗過程：

圖：實驗框圖

　　實驗所用的海拉細胞濃度爲每毫升3e6個,注入樣品的流量爲0.08ml/h、0.10ml/h、0.12mI/h.施加的激勵電壓仍然爲11Vpp、13Vpp、15Vpp,頻率是600KHz。實驗依舊通過細胞分離效率來分析芯片性能。此外，數據統計的方式也和上一小節一樣。爲了探究雙級芯片相比于單級芯片在同等條件下分離效率的提升，實驗也對雙級芯片的第一級進行了數據采集，統計方式與第二級一樣，並且利用高速顯微相機分別對第一級和第二級的出口處的實驗現象進行了拍攝，如下圖所示。

圖：雙級結構nDEP現象圖

　　實驗結果：

　　如上圖所示，該現象圖是在注入樣品流量爲0.08ml/h条件下拍摄的。(a)是第一级出口上游部分，在施加激励以后大部分細胞受到极化作用被排斥到下层两侧，但由于細胞密度较大以及流速较快，斯托克斯力起了主导作用，因此仍有很多細胞在流道中间部分继续移动。(b)为第一级出口处，可以看到大部分細胞在负介電泳力的作用下从两侧出口排出，但依然有很多細胞在斯托克斯拽力引导下从中间出口逃逸出去，进入到了第二级。(c)是第二级上游的分离情况，经过第一级的分离，細胞浓度显著下降同时流速也降为原来的三分之一，因为在注入样品流量不变的情况下，经过第一级出口后，体积流量减少为原来的三分之一。流速的减�。�使得流体给細胞的的斯托克斯拽力大大减�。�负介電泳力起到了主导作用，绝大部分細胞迅速的被排斥到下层侧壁，如图中(c)所示。图(d)是第二级出口处的现象图，可以看到几乎大部分細胞贴壁从下层两侧出口排出，同时分别对第一级出口和第二级出口处的分离效率进行了统计，如下面两张图所示。

圖：第一級出口分離效率

　　由上圖中可知，與單級芯片相比，隨著電壓的增加和流量下降，細胞的富集效率也會上升。在外加電壓的不變的情況下，隨著流量的增加分離效率也隨之下降，在15Vpp，流量爲0.08ml/h時，分離效率爲82.2%，當流量提升到0.12m/h後，分離效率爲74.9%，電壓降到11Vpp時，分離效率爲69.6%。由此可以看到，僅僅通過第一級的分離很難達到理想的分離效果，接下來又統計了第二級的富集效率。下圖表明，在0.08ml/h流量下，第二級的分離效率達到了93.7%，在0.1ml/h流量下，效率依然可以達到91.7%，由此可以看到相比于單級來說，在流速提高2.5倍基礎上，分離效率依然可以保持在90%以上，與此同時，雙級芯片實驗中的細胞濃度也提高了5倍。因此，該芯片的級聯設計是可以提高芯片本身的工作性能的。

圖：第二級出口分離效率

　　安泰ATA-2021B高壓放大器：

圖：ATA-2021B高壓放大器指标参数

　　本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。西安安泰電子是专业从事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發、生産和銷售的高科技企業。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免費試用。如想了解更多功率放大器等产品，请持续关注安泰电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。