基于介电泳诱捕与阻抗测量的三维网格型生物传感器的研究

微粒分离与检测的集成,一直是微全分析系统亟待解决的难题。结合介电泳与生物阻抗谱测量,设计了一种三维介电泳芯片。以SU8胶为材料的绝缘夹层以及其上方和下方网格状交叉的电极阵列,构成了芯片的关键区域,且在SU8绝缘夹层中利用光刻技术形成了圆柱状小势阱。三维的网格状阵列结构及具有束缚电场功能的SU8电介质,共同形成了其独特的电场极值分布,使得微粒诱捕电压降低的同时,更能将微粒诱捕到SU8阱中,便于阻抗谱测量。三维电极结构解决了平面电极电场分散的难题,具有更高的灵敏度。更为重要的是同一电极的介电泳诱捕与阻抗谱测试的切换使用,降低了制作复杂度,并使测试更加快捷。

集成阻抗识别的介电泳芯片设计及其关键工艺

以微粒的阻抗识别为目的,设计出一种三维网格阵列微电极传感器。传感器将介电泳分离与阻抗识别集成在同一芯片上。首先通过介电泳将微粒中的一种分离至测试区域,再通过阻抗信号描述微粒特性。针对芯片关键区域,提出了调节SU8曝光时间以提高阻抗测试有效信号的工艺解决方案。实验表明,SU8最佳曝光时间为70 s.对芯片性能的相关实验表明,芯片可对不同直径的乳胶微粒进行介电泳分离与阻抗识别。