基于介电泳对微粒进行各种操作,如拉伸、捕获、分离、富集、定位及融合等,对肿瘤细胞的诊治、药物筛选、水质监测及生化检测具有重要意义。微粒定位是微流控平台上对微粒进行多种复杂操作的第一步,是众多研究中需要解决的首要问题。微粒定位受诸多因素影响,因此研究微粒定位并分析其动力学过程,对预测微粒的运动轨迹及精确定位具有重要意义。本文基于介电泳实现了聚苯乙烯（PS）微球及海拉（Hela）细胞的可控定位,探索了定位实验规律及动力学机理,开展以下几方面的工作:首先,对基于介电泳定位微粒的国内外研究现状进行了综述,以球形微粒为对象,探讨了介电泳原理及其运动控制机理,推导了介电泳力公式及微粒的速度公式,研究了介电泳力的影响因素。其次,采用玻璃为基底,金为电极材料,设计并加工了一种包含定位电极与测量电极的新型四电极集成阵列芯片。通过光学显微镜与电子显微镜对芯片进行表征,结果表明芯片符合实验要求。基于有限元方法搭建仿真模型,对电势及电场分布进行模拟分析,结果表明:测量电极处的电势略低于其周围的电势,电势最大值及最小值出现在定位电极处;操控单元表面形成了以测量电极区域为能量阱的电场强度分布图;垂直方向上高度值越大的位置,其电场强度就越小。之后,研究基于介电泳定位聚苯乙烯微球的实验与动力学机理。结果表明:频率100 k Hz时,电压越大,可控定位效果越差;电压为2 V_p-p时,当频率大于10 k Hz时,频率越大,可控定位效果越差;电压2 V_p-p～5 V_p-p,频率1 k Hz～10 k Hz时,PS微球实现了第一种可控定位;电压7 V_p-p～10 V_p-p,频率为10 MHz～25 MHz时,PS微球实现了第二种可控定位;介电泳-交流电渗-交流电热耦合下,电学参数的精细调节对粒子定位很重要,特别地,向下的涡旋有利于将微球定位在目标区域;介电泳力主要影响粒子在xoy平面的运动,而粒子在z方向的运动主要受涡流产生的粘性力影响。最后,研究基于介电泳定位Hela细胞的实验与动力学机理。结果表明:电压9 V_p-p,频率10 MHz时,Hela细胞实现了可控定位且细胞活性良好;相位调控细胞实验中,随着相位差的减小,位于中间测量电极区域的细胞运动范围逐渐变大,聚集程度降低;不同相位差下,操控单元内的电场强度最低点从中间测量电极区域向角落区域转移;不同相位差下动力学模拟结果与能量阱理论一致,电极图案将决定粒子在微流控芯片上的最终定位区域。本文研究为芯片设计及基于介电泳操控微粒提供了理论指导,对生物医学、组织工程、化学检测等领域具有一定的的理论意义与应用。