微颗粒的分离与提纯在医学诊断、生物化学分析和水质监测等领域有重要的意义。传统的分离手段有离心法、流式细胞法和色谱分析法等,而基于微流控芯片的介电泳技术,以低损耗、易集成、低成本、快速分离等优点成为微颗粒操控与分离的一种重要手段。本文主要研究基于介电泳的微颗粒分离技术,以微颗粒的介电特性进行分离。本文以微藻细胞作为分离目标,为后续微藻细胞详细分析奠定基础。本文设计了一种基于交流介电泳的微流控芯片,用于微藻细胞的分离研究。首先,根据非均匀电场中偶极矩推导出介电泳力公式,利用介电泳力公式对微颗粒频率响应特性进行分析,为后续分离实验奠定理论基础。其次,利用COMSOL Multiphysics软件对芯片通道中的流场、电场及电场强度梯度进行仿真分析,通过对芯片中电极形状、电极高度及主通道宽度进行电场强度梯度的仿真分析,从而优化芯片结构提高分离效率。然后,通过光刻工艺制作ITO导电玻璃基底层、3D微电极层及PDMS通道层,将三层结构封装成完整的芯片,用于微颗粒分离实验。最后,搭建分离系统对扁藻细胞、新月藻细胞和聚苯乙烯微颗粒的频率响应特性进行测量实验,分析电压频率对微颗粒分离的影响,通过分别调节电压幅值及流速进行分离实验,分析电压幅值及流速对微颗粒分离的影响。本文通过分离系统实现了三种微颗粒的分离,计算了分离效率,三种微颗粒的分离效率均在90%以上,从而验证了该芯片具有较好的分离性能。