介电电泳技术利用交流电场对粒子的极化实现对粒子的分离、富集等操作,常规介电电泳对粒子的分离之后的收集过程较为复杂,且消耗时间长。本文以介电电泳和微流芯片中的流体流动为基础,对粒子在介电电泳芯片芯片的受力进行分析,设计了集成倾斜阵列叉指电极的介电泳微流控芯片,以实现细胞的连续分离,为快速制备细胞样品奠定基础。本文主要研究内容包括以下方面:首先对介电电泳粒子分离的理论进行研究,由球形粒子的偶极矩推导出粒子所受介电泳力的表达式,总结粒子所受介电泳力大小的影响因素。采用同心球壳模型对聚苯乙烯微球,NB4细胞以及酵母菌细胞三种不同类型粒子频率响应特性,研究粒子所受介电泳力类型与交流信号频率、溶液电导率之间的关系。分析粒子在介电泳芯片中的受力,对粒子的运动情况进行分析。其次,根据粒子在介电泳芯片中的受力,设计粒子连续介电泳芯片的结构,在芯片中布置倾斜阵列叉指电极,将介电泳力与流体水动力相结合实现对粒子的操作,建立芯片的数学模型,利用Comsol Multiphysis软件对芯片内部电场、介电泳力进行仿真分析,优化介电泳芯片的电极和微流通道的参数。根据介电泳芯片的功能,选择微电极和微流通道的材料,利用光刻工艺在ITO玻璃上加工出微电极结构,模塑法制作出PDMS微流通道,最后键合成完整的介电泳芯片。最后,利用制备的介电泳芯片在介电泳实验平台上进行粒子分离实验研究。以聚苯乙烯微球和酵母菌细胞为实验对象,优化交流信号的大小及频率,并对二者进行介电泳分离实验。分析注射泵速率对粒子轨迹的影响,优化流体的流速。采用倾斜阵列叉指电极对NB4和酵母菌细胞进行分离,酵母菌细胞受到正介电泳力和流体水动力的作用而发生偏转,沿电极倾斜方向运动,NB4细胞受到的介电泳力较小,未发生偏转,沿通道流出,二者实现了分离,验证了本文所设计的介电泳芯片对粒子实现连续分离的可行性。