【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉光控电湿润，尤其是涉及一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法。
技术介绍
1、液滴微流控技术由于其在生化反应，环境监测和医学检测等领域卓越的应用前景，受到研究者的重点关注。传统的微流控器件通过微泵或毛细力的压力作用，在t型或y型通道生成液滴，并驱动液滴在微通道中进行流动和混合，以实现反应和检测等功能。然而操纵液滴的大小，通量和功能受到微通道尺寸的限制，并且无法重构的微通道芯片不仅制作过程复杂，还十分缺乏液滴操控灵活性。以介质上电润湿技术(ewod)为代表的数字微流控技术凭借其灵活性，可编程性，样本用量少和无交叉污染等优势，被视作实现芯片实验室的重要途径。然而ewod技术对液滴的操作需要依靠像素化电极，随着操作液滴体积的减小和数量的增加，该技术将会面临布线瓶颈，同时液滴体积，位置和数量都会受到固定电极的限制。近年来，chiou等人提出的光控电润湿技术(oew)很好的解决了这一问题，oew技术利用投影的光图案在光导薄膜上形成可重构虚拟光电极，从而实现液滴光学驱动。
2、基于微通道的液滴微流控芯片操控液滴的大小，通量和灵活性受到微通道的限制；传统微通道的芯片制作工艺较为复杂，微通道不可重构；基于物理电极的ewod技术对液滴的操纵依赖于可编程电极阵列，需要大量控制信号序列才能实现相关功能的实现。
3、其中单平面连续光电润湿(scoew)器件可以实现液滴在开放表面上的二维驱动，同时易于集成其他功能单元，例如液滴光学检测，样本添加等。中国专利cn114870915b公开了scoew芯片驱动液滴移动
4、但是，由于施加在芯片上的横向电场需要被暗条纹(虚拟电极)贯穿，因此任何暗条纹扫过区域的液滴均会被影响或移动，无法实现液滴的选择性操控，同时也会增加液滴交叉污染的风险，而且传统的scoew液滴驱动系统自动化和智能化程度低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在施加在芯片上的横向电场需要被暗条纹贯穿，因此任何暗条纹扫过区域的液滴均会被影响或移动，无法实现液滴的选择性操控，同时也会增加液滴交叉污染风险的缺陷而提供一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，包括以下步骤：
4、获取单平面光电润湿芯片上液滴的位置和尺寸；
5、根据待驱动液滴的位置、尺寸和预设移动路径获取对应的投影图案，并将投影图案投影在单平面光电润湿芯片上；
6、所述投影图案包括驱动暗条纹以及多个亮条纹和背景暗条纹，所述背景暗条纹与驱动暗条纹的颜色相同，相邻两个背景暗条纹之间的亮条纹构成与待驱动液滴形状相配合的光学虚拟电湿润通道，所述待驱动液滴位于光学虚拟电湿润通道内，所述光学虚拟电湿润通道的两端分别连接单平面光电润湿芯片两端的电极；
7、所述驱动暗条纹覆盖待驱动液滴，所述驱动暗条纹沿光学虚拟电湿润通道移动。
8、优选地，所述光学虚拟电湿润通道根据待驱动液滴的位置和尺寸实时更新和重构。
9、优选地，所述光学虚拟电湿润通道的宽度为待驱动液滴直径的1.3-1.7倍。
10、优选地，所述光学虚拟电湿润通道的形状包括矩形和z字形，所述驱动暗条纹垂直于光学虚拟电湿润通道。
11、优选地，所述单平面光电润湿芯片的电极为直角型电极。
12、优选地，所述亮条纹的rgb值范围为：245≤r≤255，245≤g≤255，245≤b≤255，所述驱动暗条纹和背景暗条纹的rgb值范围为：0≤r≤5，0≤g≤5，0≤b≤5。
13、优选地，通过已训练的液滴检测模型获取单平面光电润湿芯片上液滴的颜色、位置和尺寸，并根据液滴的信息对液滴进行分类，用于分类驱动液滴。
14、优选地，所述液滴检测模型通过基于深度学习的目标检测方法或目标特征提取方法实时获取待驱动液滴的信息。
15、优选地，所述光学虚拟电湿润通道的数量为多个，各个光学虚拟电湿润通道相互平行。
16、优选地，所述驱动暗条纹的宽度为待驱动液滴直径的40-60％。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
18、(1)本方案中结合单平面光电润湿芯片上液滴的位置和尺寸，将对应的投影图案投射到单平面光电润湿芯片上，通过背景暗条纹为待驱动液滴形成对应的光学虚拟电湿润通道，利用覆盖在待驱动液滴上的驱动暗条纹与光虚拟电湿润通道的亮度差，形成降低待驱动液滴接触角的虚拟电极，而背景暗条纹与驱动暗条纹亮度一致，不会对背景暗条纹内部的液滴产生电势差，移动驱动暗条纹，只对光虚拟电湿润通道中的液滴进行移动。
19、通过对待液滴的实时检测跟踪，生成对应的光虚拟电湿润通道，配合驱动暗条纹的移动，实现液滴驱动的选择性操控，使液滴之间能够沿不同的路径独立移动，避免了液滴之间交叉污染的风险。
20、(2)现有技术中基于微通道的液滴微流控芯片操控液滴的大小，通量和灵活性受到微通道的限制；而且微通道的芯片制作工艺较为复杂，微通道不可重构。但本申请中，光虚拟电湿润通道的宽度能够根据待驱动液滴的尺寸进行调节，且能够根据待驱动液滴的位置和预设移动路径进行重构，调节灵活精确度高，且能够根据待驱动液滴的要求切换重构，适用性强。
21、(3)基于物理电极的ewod技术对液滴的操纵依赖于可编程电极阵列，需要大量控制信号序列才能实现相关功能的实现，传统的scoew液滴驱动系统通过设置平行偏置电极驱动液滴，但是这种平行偏置电极对液滴的驱动方向有限。本申请中单平面光电润湿芯片上设置直角型电极，可以配合光学虚拟电湿润通道方向位置的实时重构，对液滴的驱动方向进行改变，实现驱动方向的光学控制切换，能够对液滴进行各个方向的驱动，且液滴的驱动方向切换方便快捷。
22、(4)传统的scoew液滴驱动系统自动化和智能化程度低，本申请通过目标检测算法实现液滴实时检测和分类，为光虚拟通道的重构和更新提供实时的参数，进而生成对应液滴的光学虚拟通道，对特定类型的液滴进行驱动，实现液滴可识别智能化操控。
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1.一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述光学虚拟电湿润通道根据待驱动液滴的位置和尺寸实时更新和重构。
3.根据权利要求2所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述光学虚拟电湿润通道的宽度为待驱动液滴直径的1.3-1.7倍。
4.根据权利要求2所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述光学虚拟电湿润通道的形状包括矩形和Z字形，所述驱动暗条纹垂直于光学虚拟电湿润通道。
5.根据权利要求1所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述单平面光电润湿芯片的电极为直角型电极。
6.根据权利要求1所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述亮条纹的RGB值范围为：245≤R≤255，245≤G≤255，245≤B≤255，所述驱动暗条纹和背景暗条纹的RGB值范围为：0≤R≤5，0≤G≤5，0≤B≤5。<...
【技术特征摘要】
1.一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述光学虚拟电湿润通道根据待驱动液滴的位置和尺寸实时更新和重构。
3.根据权利要求2所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述光学虚拟电湿润通道的宽度为待驱动液滴直径的1.3-1.7倍。
4.根据权利要求2所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述光学虚拟电湿润通道的形状包括矩形和z字形，所述驱动暗条纹垂直于光学虚拟电湿润通道。
5.根据权利要求1所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述单平面光电润湿芯片的电极为直角型电极。
6.根据权利要求1所述的一种基于光学虚拟电湿润通道的液体选择性驱动方法，其特征在于，所述亮条纹的rgb值范围为：245≤...
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