一般物质都有一定程度的介电特性。在电场作用下物质本身会有一定程度的极化（polarizable）现象,并在极化后物质内部电荷会顺着外加电场的方向有序排列。如果外加的电场不均匀,极化的微粒会受到介电泳动力（dielectrophoretic force）而发生移动。利用电场来操纵微粒的介电泳动的技术,可通过改变电学信号参数进行介电泳力的控制,再结合光学、声学、电磁学等技术可以在微芯片上实现对微粒的操控和分析。介电泳微流控芯片因其诸多的优点,如制作成本低、操作方便、通量高等,已被广泛应用在各个生物操控领域。其中利用介电泳技术实现单细胞电旋转在许多单细胞研究领域中发挥重要作用,如单细胞电学参数测量、单细胞成像等。但目前大部分介电泳电旋转芯片都是基于多个二维平面电极结构,在实际实验中此类平面芯片往往存在一定的局限性,如有效工作距离小、介电泳力较弱、电场衰减较快、电场强度分布不均匀等缺点。为了解决二维平面里的电极的各种局限,需要重新构建一个多电极结构,通过数字电路的控制方法实现电场的旋转运动,解决了多电极同步信号施加困难的问题。同时对比三维结构的电极介电泳的芯片,仿真对比分析了二维平面电极和三维竖直电极的区别,验证了三维竖直电极结构的可行性。本文通过仿真优化方法对电极结构进行了分析,对比分析两种电极结构的差异。在多电极电旋转结构上进行优化设计,实现单细胞捕获、空间定位以及三维旋转的功能,扩充了多电极结构的功能性。