介電泳和介電潤(rùn)濕技術(shù)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)加工技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了微流控技術(shù)(Microfluidics)的廣泛發(fā)展。微流控芯片(Microfluidics chips)又稱芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-chip)或微全分析系統(tǒng)(μ-TAS)，是指將樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等各個(gè)功能部件集成在一塊幾平方厘米上的芯片上。微流控芯片之所以受到廣泛關(guān)注，是與其本身的固有優(yōu)點(diǎn)相關(guān)。微流控芯片將宏觀實(shí)驗(yàn)室的各個(gè)功能微縮到了一個(gè)芯片上，大大減少了樣品和試劑的消耗量，并且

2、可以與多種樣品的處理過(guò)程相耦合;芯片的使用操作不需要專業(yè)的操作人員以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境，大大擴(kuò)展了使用范圍;分析速度快、信息量巨大以及制作成本低廉;可自動(dòng)化、并行化操作，全分析系統(tǒng)集成等。
　　 微流控芯片可分為連續(xù)微流體式芯片和數(shù)字式微流控芯片，而介電潤(rùn)濕與介電泳是數(shù)字微流控技術(shù)中兩種重要的液滴操控技術(shù)。介電潤(rùn)濕（Electrowetting-on-dielectric，EWOD）是指在介質(zhì)層下的微電極陣列上施加電勢(shì)，改變介質(zhì)層與表面

3、液滴的表面能，進(jìn)而改變介質(zhì)層與液滴的三相接觸角，造成液滴兩端的非對(duì)稱性變形，使液滴內(nèi)部產(chǎn)生壓強(qiáng)差，實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴的操作與控制。介電泳（Dielectrophoresis，DEP）是指介電質(zhì)微粒在非均勻電場(chǎng)中因極化效應(yīng)而引起移動(dòng)的現(xiàn)象。
　　 本文基于介電潤(rùn)濕與介電泳技術(shù)，設(shè)計(jì)了兩種微流控芯片，對(duì)不同材料的液滴成功的進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)、融合等操作，并基于介電泳技術(shù)對(duì)偏心雙重乳液進(jìn)行了初步的調(diào)心探索，提高了雙重乳液的同心度。主要內(nèi)容如下:

4、>　　 1)設(shè)計(jì)了一套調(diào)壓調(diào)頻電路，可利用數(shù)字信號(hào)發(fā)生器或單片機(jī)電路模塊產(chǎn)生控制信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)端口擴(kuò)展電路將串行信號(hào)擴(kuò)展為多路并行信號(hào)，控制電路模塊可將直流高壓轉(zhuǎn)換成交頻高壓，作為驅(qū)動(dòng)電壓;
　　 2)研究與設(shè)計(jì)了介電潤(rùn)濕(EWOD)數(shù)字微流控芯片，通過(guò)施加外部交頻電壓，改變液滴與芯片界面的表面勢(shì)能，進(jìn)而改變液滴與芯片的接觸角，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)液滴移動(dòng)、融合等操作;
　　 3)研究與設(shè)計(jì)了介電泳(DEP)微流控芯片，通過(guò)施加高