[发明专利]一种基于确定性侧向位移和介电泳技术联用的微藻与细菌分选装置

权利要求书

1.一种基于确定性侧向位移和介电泳技术的微藻与细菌分选装置，其特征在于，主要包括PDMS盖片层(1)、ITO电极层(2)和玻璃基底层(3)；所述ITO电极层(2)积淀在玻璃基底层(3)上，所述PDMS盖片层(1)与玻璃基底层(3)紧密键合；所述PDMS盖片层(1)包括依次连通的DLD分选模块(1-1)、缓冲防堵塞模块(1-2)和DEP阵列分选模块(1-3)。

2.根据权利要求1所述的分选装置，其特征在于，所述的DLD分选模块(1-1)包含DLD分选流道、样品入口(1-1-1)、鞘液入口(1-1-2)、废液出口I(1-1-8)和废液出口II(1-1-9)以及微藻细胞流出通道(1-1-5)，样品入口(1-1-1)通过左右分支管道与鞘液入口(1-1-2)的管道汇合于DLD分选流道入口端，DLD分选流道出口端分支为流阻匹配流道I(1-1-6)和流阻匹配流道II(1-1-7)以及中间的微藻细胞流出通道(1-1-5)，流阻匹配流道I(1-1-6)和流阻匹配流道II(1-1-7)分别与废液出口I(1-1-8)和废液出口II(1-1-9)连通；所述DLD分选流道包括位于前部的圆形微柱阵列(1-1-3)和位于后部的正三角形微柱阵列(1-1-4)，正三角形微柱阵列(1-1-4)以DLD分选流道中心轴线呈对称分布，每排正三角形微柱的连线与DLD分选流道中心轴线的夹角为1-10°；微藻细胞流出通道(1-1-5)的末端与缓冲防堵塞模块(1-2)连通。

3.根据权利要求2所述的分选装置，其特征在于，所述圆形微柱的直径为50μm，间距为200μm；正三角形微柱边长为55μm，三角形间距为40μm。

4.根据权利要求2所述的分选装置，其特征在于，微藻细胞流出通道(1-1-5)的末端通过一个突扩结构(1-1-10)与缓冲防堵塞模块(1-2)连通。

5.根据权利要求1所述的分选装置，其特征在于，缓冲防堵塞模块(1-2)包括流体通道(1-2-1)和交错排列的箭头阵列(1-2-2)，箭头的角度为30-60°，箭头的尖端朝向样品流入的方向，流体通道(1-2-1)末端与DEP阵列分选模块(1-3)连通。

6.根据权利要求5所述的分选装置，其特征在于，流体通道(1-2-1)末端通过一个依次串联的突缩结构(1-2-3)和突扩结构(1-2-4)与DEP阵列分选模块(1-3)连通。

7.根据权利要求1所述的分选装置，其特征在于，所述的DEP阵列分选模块(1-3)包含n条平行设置的并联的分选通道(1-3-1)、废液出口(1-3-2)和微藻细胞的收集出口(1-3-3)，每个分选通道(1-3-1)通过管道分别与废液出口(1-3-2)以及微藻细胞的收集出口(1-3-3)连通，其中，n为偶数。

8.根据权利要求1所述的分选装置，其特征在于，所述ITO电极层(2)位于DEP阵列分选模块(1-3)中的分选通道(1-3-1)的正下方，包括梳状ITO电极(2-1)和麦穗状ITO电极(2-2)，梳状ITO电极(2-1)和麦穗状ITO电极(2-2)分别与外部电源的正负极相连，梳状电极包含(0.5n+1)条的长条形电极(2-1-2)，长条形电极(2-1-2)等距分布，麦穗状电极包含0.5n条麦穗电极，麦穗电极等距分布，每条麦穗电极由一根长条形电极(2-2-3)和10-100个均匀分布的6边形电极(2-2-2)组成，梳状ITO电极(2-1)的长条形电极(2-1-2)和麦穗电极依次交替排布组成电极对，位于DEP阵列分选模块(1-3)中的每条分选通道(1-3-1)的正下方，其中，n为偶数。

9.根据权利要求8所述的分选装置，其特征在于，长条形电极的宽度为200μm。

10.利用权利要求1-9任一项所述的基于确定性侧向位移和介电泳技术的微藻与细菌分选装置的分选方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、配制待分离微藻细胞样品溶液和鞘液；

B、使用注射泵以一定速度将样品溶液注入样品入口(1-1-1)中，将鞘液以一定速度注入到鞘液入口(1-1-2)中；

C、经过DLD分选模块，微藻细胞经过微藻细胞流出通道(1-1-5)进入到缓冲防堵塞模块(1-2)中，细菌将从废液出口I(1-1-8)和废液出口II(1-1-9)流出；

D、微藻细胞经过缓冲防堵塞模块(1-2)中的交错排列的箭头形阵列，有效的防止细胞聚团和逆流，进入到DEP阵列分选模块(1-3)；

E、在DEP阵列分选模块(1-3)中，微藻细胞受负介电泳力，从微藻细胞收集出口(1-3-3)流出；细菌受正介电泳力，从废液出口(1-3-2)流出，实现微藻细胞和细菌的高通量高精度分选。