介電電泳
dielectrophoresis;DEP
定義:本身不帶電,但可以被不同程度極化的顆粒在不均勻電場中產生側向移動的電泳方法。因任何材質都有一定的介電特性,即使本身不帶電、在外加電場作用下也會不同程度地電偶極化,并因此傾向于順著外加電場的方向來排列,如果外加電場的空間分布是不均勻的,被極化的微粒就會受到一凈力(介電泳動力)產生不同程度的漂移運動。可用于細胞分離、納米微粒或納米金屬絲的處理,也可用于測量細胞的結構和代謝作用等。
學科:生物物理學_技術與方法_電泳
相關名詞:極化 顆粒 電場
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
介電電泳是指電介質顆粒在非均勻電場中由于極化效應引起的運動現象。當電場作用于溶液中的顆粒時,顆粒內部的正電荷會沿電場方向運動,負電荷會沿相反方向運動,因此在顆粒內部形成一個相反的電場。當施加在溶液中的電場為均勻電場時,溶液中的顆粒受到大小相等、方向相反的兩個作用力,不發生運動現象。當施加在溶液中的電場為非均勻電場時,顆粒發生運動現象。介電電泳現象的發生與顆粒、顆粒所處環境的電學性質和外加電場有關。
從第一次使用介電電泳技術至今已經有五十多年的歷史。1966年,研究人員通過介電電泳技術第一次在細胞中實現分離有無活性細胞。在此之后研究人員繼續研究使用介電電泳技術在生物領域中將有無活性酵母菌進行分離,該實驗只需在載玻片上設置鉑絲作為電極,并且證明了酵母菌能存在于交流電場中,在電場的作用下發生運動現象。在此之后介電電泳技術被廣泛應用于生物醫學領域,如DNA檢測、細菌計數、干細胞培養、病毒分析等,并且介電電泳技術從簡單的單顆粒操控逐漸發展成為對多微細胞顆粒的精準操控,實現了顆粒的分離、融合、篩選、裝配等。
隨著工業制造技術的發展,微米尺度下的制造工藝有了很大的突破,推動微尺度下介電電泳技術的發展,讓微米尺寸級別的介電電泳實驗裝置得以誕生。利用介電電泳技術操控的實驗裝置外形微小、自動化集成度高,能滿足所需實驗樣劑少、響應速度快,連續高通量等優點,該裝置被稱為微流控芯片。
(延伸閱讀作者:廣東科技學院機電工程學院 黃志維)
責任編輯:張鵬輝