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標題Title: 弧型微電極陣列設計之介電泳晶片應用於不同粒徑之粒子分離
作者Authors: 黃舜暉,莊承鑫..等
上傳單位Department: 機械工程系
上傳時間Date: 2009-11-27
上傳者Author: 黃舜暉
審核單位Department: 機械工程系
審核老師Teacher: 莊承鑫
檔案類型Categories: 文宣Literature
關鍵詞Keyword: 介電泳, 粒子, SU-8
摘要Abstract: 利用正、負介電泳的現象分離微粒子雖已被證實其可行性,但其分離效果必須建構在粒子間之介電性質相差甚大之條件下,且由於介電泳力乃一微小力量故必須降低流速以獲取較好的分離效果,使得產率較低。在2005年Sungyoung Choi 與 Je-Kyun Park提出,平面之梯型微電極陣列的設計,利用電場梯度變化產生垂直於微流管道方向的負介電泳力,因此不需依賴粒子間介電性質的差異,可在具有流速下僅依據顆粒大小來進行分離,但此法必須事先排列各個粒子使其依序流入微電極陣列,且梯型微電極所能產生的負介電泳力範圍較小,故必須將粒子操作於微流管道的管壁附近,更增加微流管道設計上的困難。基於上述的缺點,本研究提出新型內凹式與外凸式弧型微電極陣列之介電泳粒子分離晶片,以CFD-RC(CFD Research Corporation)商用軟體進行模擬,由模擬結果顯示,外凸式弧狀電極之設計,能使電場平方之梯度(E2)於微流管道剖面方向不致呈現快速下降,以加大介電泳力作用的範圍以免除複雜的微流管道設計,並減少E2於剖面方向的變化降低其對介電泳力的影響,使大、小粒子所受的介電泳力差異加劇,提升分離的效能。此外,本研究欲驗證此模擬結果,使用一般黃光微影製程技術在玻璃基板上製作弧型微電極陣列,利用圖案化的SU-8厚膜光阻製作微流管道結構,並再鑽孔玻璃基板塗上SU-8做為上蓋,且利用晶片接合的技術將SU-8與SU-8之鑽孔玻璃基板接合形成分離晶片,以負介電泳力(Negative Dielectrophoretic Force, Negative DEP)分離不同粒徑之粒子,實驗結果顯示,此電極設計能在交流頻率、電壓(100kHz;10VPP)與流率(0.12ml/hr)作用下,可將16μm粒子移往弱電場方向,且粒子在受交流頻率電壓20秒後,在第九個電極陣列(距離為2,700μm)後,幾乎處在弱電場區域,未來可應用於不同大小的細胞分離,例如:血球細胞和癌細胞之分離。

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