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关键词：
电解水;制氢;酸性离子液体;催化活性;活化能
发表时间：
2017-02-07 16:50:18
细胞分离作为一个重要的纯化过程[CIl，在生物研究和分析诊断中有着极其重要的应用。许多基于
细胞的研究领域，如临床诊断、环境监测、食品加工以及制药工业等都需要进行目标细胞的高灵敏度检
测和高纯度加工，上述基础及应用研究工作的开展都依赖于细胞分离技术Cz -s7。针对悬浮液中生物微
粒的电磁操作是目前生物分析领域的一个研究热点，细胞分离也是其中一个重要内容。
传统的细胞分离方法主要分为两类[Cpl:第一类是依靠细胞本身的尺寸、重力特性进行分离，如离心
法、重力沉积法等，这类方法分离精度较低，分离时间较长且操作复杂，对细胞活性有较大影响;第二类
则需要细胞间接带电或者外加磁性物质，最后在电场或者磁场作用下进行细胞分离，如电泳法、磁性分
离法等，这类方法通常需要对细胞进行预处理，在细胞表面附着其它物质，且在分离之后难以去除附着
物，对于细胞存活率影响较大，操作流程繁琐，价格不菲。同时，上述细胞分离方法通常需要旋流器、流
式细胞仪等专业设备，存在体积大、操作人员需进行专业培训、成本昂贵等缺点，限制了其广泛应用。
由电泳技术发展而来的介电电泳(Dielectrophoresis } DEP) }'}打破了前者要求微粒带电的限制，能让
电中性微粒在空间非均匀直流或者交流电场的作用下，发生极化而沿场强变化方向受到介电电泳力
(净力)，并在介电电泳力作用下发生移动。自1978年Pohl }A}将介电电泳引入生物和化学领域，特别是
将该技术应用于传统电泳无法高效解决的细胞分离和操纵难题以来，该技术就一直受到各国研究者的
重视并不断发展完善[[9]。较传统电泳方法而言，该技术具有许多优点[[1O-12]，如不需要标记抗体，从而
可避免细胞在分离过程中因抗体反应而发生生物性质改变;所用低强度的交变电场对细胞的作用是
“非破坏性”的，大量研究结果己经证明其不会改变细胞的生长及分裂性质;使用灵活，电场强度、频率、
相位都容易调控，便于自动化操作;同时，介电电泳分离方法还可与其它方法结合使用，以达到最佳的细
胞分离检测效果。
近年来，随着介电电泳技术的理论成熟和微流控芯片加工技术的飞速发展，利用微流控芯片体积
小、造价低廉、液体流动可控、消耗试样和试剂极少、通量高、检测分析精度好等优点，在芯片上开展基于
介电电泳的细胞分离成为国内外研究热点[[I3 - 16]。基于介电电泳的微流控细胞分离芯片结合了介电电
泳和微流控芯片技术的优点，同时，分离目标不仅局限于细胞，也可以进行微米尺度的矿物颗粒[[I7]聚
苯乙烯微球[[IA]、液滴[[I 9]、细菌[[20 -21]和酵母菌[22]等目标物的分离纯化，甚至还可以分离纳米尺度的病
毒[[23]、纳米粒子、DNA、碳纳米管[Czs -z67等。
本文介绍基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究现状，总结了影响介电电泳分离的关键因素，
细胞的研究领域，如临床诊断、环境监测、食品加工以及制药工业等都需要进行目标细胞的高灵敏度检
测和高纯度加工，上述基础及应用研究工作的开展都依赖于细胞分离技术Cz -s7。针对悬浮液中生物微
粒的电磁操作是目前生物分析领域的一个研究热点，细胞分离也是其中一个重要内容。
传统的细胞分离方法主要分为两类[Cpl:第一类是依靠细胞本身的尺寸、重力特性进行分离，如离心
法、重力沉积法等，这类方法分离精度较低，分离时间较长且操作复杂，对细胞活性有较大影响;第二类
则需要细胞间接带电或者外加磁性物质，最后在电场或者磁场作用下进行细胞分离，如电泳法、磁性分
离法等，这类方法通常需要对细胞进行预处理，在细胞表面附着其它物质，且在分离之后难以去除附着
物，对于细胞存活率影响较大，操作流程繁琐，价格不菲。同时，上述细胞分离方法通常需要旋流器、流
式细胞仪等专业设备，存在体积大、操作人员需进行专业培训、成本昂贵等缺点，限制了其广泛应用。
由电泳技术发展而来的介电电泳(Dielectrophoresis } DEP) }'}打破了前者要求微粒带电的限制，能让
电中性微粒在空间非均匀直流或者交流电场的作用下，发生极化而沿场强变化方向受到介电电泳力
(净力)，并在介电电泳力作用下发生移动。自1978年Pohl }A}将介电电泳引入生物和化学领域，特别是
将该技术应用于传统电泳无法高效解决的细胞分离和操纵难题以来，该技术就一直受到各国研究者的
重视并不断发展完善[[9]。较传统电泳方法而言，该技术具有许多优点[[1O-12]，如不需要标记抗体，从而
可避免细胞在分离过程中因抗体反应而发生生物性质改变;所用低强度的交变电场对细胞的作用是
“非破坏性”的，大量研究结果己经证明其不会改变细胞的生长及分裂性质;使用灵活，电场强度、频率、
相位都容易调控，便于自动化操作;同时，介电电泳分离方法还可与其它方法结合使用，以达到最佳的细
胞分离检测效果。
近年来，随着介电电泳技术的理论成熟和微流控芯片加工技术的飞速发展，利用微流控芯片体积
小、造价低廉、液体流动可控、消耗试样和试剂极少、通量高、检测分析精度好等优点，在芯片上开展基于
介电电泳的细胞分离成为国内外研究热点[[I3 - 16]。基于介电电泳的微流控细胞分离芯片结合了介电电
泳和微流控芯片技术的优点，同时，分离目标不仅局限于细胞，也可以进行微米尺度的矿物颗粒[[I7]聚
苯乙烯微球[[IA]、液滴[[I 9]、细菌[[20 -21]和酵母菌[22]等目标物的分离纯化，甚至还可以分离纳米尺度的病
毒[[23]、纳米粒子、DNA、碳纳米管[Czs -z67等。
本文介绍基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究现状，总结了影响介电电泳分离的关键因素，
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