微流控技術(shù)以其高通量、低樣本消耗等優(yōu)勢，已成為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究的重要工具，而高壓放大器在此領(lǐng)域中扮演著至關(guān)重要的角色。下面將帶您詳細了解ATA-2161高壓放大器如何驅(qū)動微流控技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)細胞分選。

微流控細胞分選與高壓驅(qū)動需求

微流控技術(shù)是一種使用微管道處理或操縱微小流體的系統(tǒng)所涉及的科學(xué)和技術(shù)。在細胞分選應(yīng)用中，該技術(shù)面臨核心挑戰(zhàn)：

微小尺度效應(yīng)：在微米級通道中，細胞受力復(fù)雜，需要精確的電場力進行操控。

高通量要求：需要在極短時間內(nèi)處理大量細胞，保證統(tǒng)計意義的同時避免細胞損傷。

靈敏度與活性：操控過程中需保持細胞活性與功能完整性，這對驅(qū)動信號的穩(wěn)定性與精度提出極高要求。

ATA-2161高壓放大器的卓越性能

ATA-2161是一款能放大交、直流信號的單通道高壓放大器，其出色的性能指標(biāo)恰好滿足微流控細胞分選的苛刻要求：

關(guān)鍵性能參數(shù)：

帶寬：(dB)DC~150kHz

輸出電壓：1600Vp-p(±800Vp)差分輸出

輸出電流：40mAp

輸出功率：32Wp

壓擺率：≥534V/μs

微流控應(yīng)用優(yōu)勢：

高壓輸出能力：提供微流控芯片所需的千伏以上驅(qū)動電壓，滿足介電泳細胞分選的電場強度要求。

頻率響應(yīng)寬：DC~150kHz的帶寬，覆蓋微流控細胞分選的各種工作頻率需求。

信號保真度高：在高放大倍數(shù)下仍能保持波形不失真，確保分選過程的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性。

典型應(yīng)用案例詳解

1.介電泳微流控細胞分選

圖：介電泳微流控細胞分選

實驗原理：基于介電泳原理，當(dāng)細胞處于非均勻電場中時，會因極化效應(yīng)受到介電泳力作用，實現(xiàn)不同細胞類型的分離。

系統(tǒng)組成：微流控芯片與熒光檢測系統(tǒng)、信號發(fā)生器與ATA-2161高壓放大器、高速攝像機與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。

實驗過程：

通過微流控芯片生成包裹細胞的微液滴，搭建熒光檢測系統(tǒng)，將微流控芯片與光學(xué)系統(tǒng)耦合，熒光信號觸發(fā)信號發(fā)生器，產(chǎn)生交流電壓信號，ATA-2161將信號放大至1.5kV以上，施加至電極產(chǎn)生介電泳力，不同細胞在介電泳力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，進入不同收集通道。

實驗結(jié)果：成功將包含熒光顆粒的液滴從空液滴中分離，分選成功率高達87%，證明了該方法的有效性。

2.液滴操控與分選技術(shù)

圖：微流控芯片中操控液滴充電分選實驗

實驗名稱：微流控芯片中操控液滴充電分選實驗。

研究方向：微流控芯片液滴操控與分選技術(shù)。

實驗內(nèi)容通過靜電誘導(dǎo)機制對液滴進行充電，利用非均勻電場實現(xiàn)帶電液滴的偏轉(zhuǎn)分選。充電信號由信號發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)ATA-2161高壓放大器放大后施加至充電電極，使得液滴表面積累電荷。帶電液滴在偏轉(zhuǎn)電極產(chǎn)生的電場作用下定向偏轉(zhuǎn)至目標(biāo)收集通道。實驗分析了液滴生成頻率、充電電壓、脈沖寬度等因素對分選精度的影響，驗證了系統(tǒng)在液滴分選中高活性和高效率的性能。

ATA-2161在微流控細胞分選中展現(xiàn)出多重優(yōu)勢：

精準(zhǔn)操控能力：數(shù)控增益調(diào)節(jié)，實現(xiàn)電壓精確控制高速響應(yīng)特性，滿足實時分選需求

系統(tǒng)兼容性：可與主流信號發(fā)生器配套使用提供差分輸出模式，完美匹配微流控芯片電極設(shè)計

穩(wěn)定性與安全性：在長時間運行中保持輸出穩(wěn)定完善的保護機制，確保細胞樣品安全。

選擇合適的功率放大器需考慮以下要點：

帶寬要求：微流控應(yīng)用通常需要kHz以內(nèi)的帶寬，ATA-2161的DC~150kHz帶寬綽綽有余。

電壓需求：根據(jù)微流控芯片電極間距和介質(zhì)特性，確定所需電壓范圍。

信號匹配：確保放大器與信號源、檢測系統(tǒng)的阻抗匹配。

操作便捷性：ATA-2161的電壓增益數(shù)控可調(diào)，便于實驗過程中快速優(yōu)化參數(shù)。

圖：ATA-2161高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

ATA-2161高壓放大器通過提供高壓高頻、穩(wěn)定精確的驅(qū)動信號，在微流控細胞分選領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。其卓越性能為單細胞分析、稀有細胞富集等前沿研究提供了可靠的技術(shù)支撐。

隨著精準(zhǔn)醫(yī)療需求的不斷增長，微流控細胞分選技術(shù)將向著更高通量、更智能化的方向發(fā)展，而高性能功率放大器將繼續(xù)在此進程中扮演"精密能量引擎"的關(guān)鍵角色。

審核編輯 黃宇