介质电润湿数字微流控芯片上独立电极的驱动方法技术

本发明专利技术的一种介质电润湿数字微流控芯片上独立电极的驱动方法中，个人电脑向单片机下发第一指令，以通过单片机控制驱动系统对介质电润湿数字式微流控芯片上的电极逐一加电；根据单片机采集检测电路对微流控芯片的检测结果形成的检测值，个人电脑对电极上是否有当前驱动液滴或其障碍物进行区分，对当前驱动液滴或其障碍物在电极上的大小及位置进行表征，并对当前驱动液滴从指定的起始位置到指定的终点位置的路径进行规划及显示；个人电脑向单片机下发附带有路径相关信息的第二指令，通过单片机控制驱动系统对微流控芯片上沿路径分布的电极依次加电，以使当前驱动液滴沿路径移动。本发明专利技术能对一个或多个液滴的驱动进行灵活控制。

Driving method of independent electrode on dielectric wetting digital microfluidic chip

【技术实现步骤摘要】
介质电润湿数字微流控芯片上独立电极的驱动方法
本专利技术涉及微流控芯片技术，特别涉及一种介质电润湿数字微流控芯片上独立电极的驱动方法。
技术介绍
微流控芯片是实现片上实验室(Lab-on-a-chip)的一种潜在技术，能够把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以取代常规生物或化学实验室的各种功能，自动完成分析的全过程。由于在集成化、自动化、便携化和高效化等方面展现出了巨大潜力，微流控芯片技术已成为当前研究热点和世界前沿科技之一。片上实验室的优点是用极少剂量的化学生物药品进行快速，自动化的片上反应、检测。现有技术中，比如利用CCD实时采集芯片图像，集成LED和光电二极管，集成阻抗传感器，谐振分析，质量分析，荧光反应，电化学分析等，虽然不需要复杂昂贵的外部设备能够实现，但是可供检测的位点太少且精度有限制。这些缺陷显然不符合片上实验室的集成性，便携性以及廉价性。在基于介质电润湿效益的数字二维微流控芯片上，借助外部驱动力将连续的液体离散化，对形成的微小液滴进行操控和研究分析，其中对微尺度液滴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介质电润湿数字微流控芯片上独立电极的驱动方法，其特征在于，个人电脑向单片机下发第一指令，以通过单片机控制驱动系统对介质电润湿数字式微流控芯片上进行扫描，对微流控芯片上的所有电极逐一加电；对检测电路在每次电极加电时对微流控芯片的检测结果，单片机进行采集并形成相应的检测值；根据单片机反馈的检测值，个人电脑对具有当前驱动液滴或其障碍物的电极或没有当前驱动液滴或其障碍物的电极进行区分，对当前驱动液滴或其障碍物在电极上的大小及位置进行表征，并对当前驱动液滴从指定的起始位置到指定的终点位置的路径进行规划及显示；个人电脑向单片机下发附带有路径相关信息的第二指令，通过单片机控制驱动系统对微流控芯片上沿路径...

【技术特征摘要】
1.一种介质电润湿数字微流控芯片上独立电极的驱动方法，其特征在于，个人电脑向单片机下发第一指令，以通过单片机控制驱动系统对介质电润湿数字式微流控芯片上进行扫描，对微流控芯片上的所有电极逐一加电；对检测电路在每次电极加电时对微流控芯片的检测结果，单片机进行采集并形成相应的检测值；根据单片机反馈的检测值，个人电脑对具有当前驱动液滴或其障碍物的电极或没有当前驱动液滴或其障碍物的电极进行区分，对当前驱动液滴或其障碍物在电极上的大小及位置进行表征，并对当前驱动液滴从指定的起始位置到指定的终点位置的路径进行规划及显示；个人电脑向单片机下发附带有路径相关信息的第二指令，通过单片机控制驱动系统对微流控芯片上沿路径分布的电极依次加电，以使当前驱动液滴沿路径移动。2.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动系统设有与门阵列、固态继电器阵列；与门阵列包含的与门，与固态继电器阵列包含的继电器数量相同且相应连接，所述继电器与微流控芯片上电极的数量相同且相应连接；所述单片机通过其设置的m行n列数字引脚，相应地提供m个行信号、n个列信号给各个与门；每个行信号接入与该行对应的所有列的与门的第一输入端，每个列信号接入与该列对应的所有行的与门的第二输入端；每个与门的第一输入端及第二输入端同时为第一电平时，输出第一电平至与该与门对应的继电器的输入端，以接通与该继电器对应的电极与驱动电压之间的通路，为相应电极加电；或者，每个与门的第一输入端及第二输入端不同时为第一电平时，输出第二电平至与该与门对应的继电器的输入端，以切断与该继电器对应的电极与驱动电压之间的通路，使相应电极失电；所述第一电平是高电平而第二电平是低电平；或者，所述第一电平是低电平而第二电平是高电平。3.如权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述检测电路包含检测电阻、电压跟随器、乘法器、低通滤波器；驱动系统每换一个电极加电，检测电阻就对流过微流控芯片上的电流信号提取一次，并将电流信号转化为电压信号送入电压跟随器进行跟随；电压跟随器的输出分两路送入乘法器进行信号自乘；对乘法器的输出进行低通滤波；由单片机的模数转换器对低通滤波器的直流输出进行采集，并反馈相应的检测值至个人电脑。4.如权利要求1或3所述的驱动方法，其特征在于，比较所有电极分别加电后采集到的检测值，具有当前驱动液滴或障碍物的电极的检测值，高于没有当前驱动液滴或障碍物的电极的检测值；当前驱动液滴是一个或多个液滴；所述障碍物，是微流控芯片上妨碍当前驱动液滴运动的物质或位置点，包含残留试剂、击穿点、当前驱动液滴以外的其他液滴之中的任意一种或其任意组合。5.如权利要求1或2或3所述的驱动方法，其特征在于，根据收到的第一指令，所述单片机控制驱动系统对所有电极逐一加电；并且，每换一个电极加电，单片机从检测电路处采集一次检测值，用来与设定的阈值进行比对，将高于阈值的记为第一比对值，将等于或低于阈值的检测值记为第二比对值；单片机将所有电极对应的检测值整合后，通过串口送至个人电脑；整合的检测值中为每个电极分配的数据位，用以记载该电极的编号及该电极对应的第一比对值或第二比对值；个人电脑对整合的检测值进行解析，将检测值为第一比对值的各个电极所在的位置在显示时进行标识，并将这些位置记录至障碍物位置信息库。6.如权利要求1或2所述的驱动方法，其特征在于，单片机接收随第二指令下发的路径相关信息，获得规划出的路径并将其存入到路径数组中；所述路径相关信息中，对应路径上每个电极的数据位，包含该电极的行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春桥，周嘉，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31