介電泳和介電潤濕技術裝置的設計與應用.pdf

1、微機電系統(tǒng)(MEMS)加工技術的發(fā)展促進了微流控技術(Microfluidics)的廣泛發(fā)展。微流控芯片(Microfluidics chips)又稱芯片實驗室(Lab-on-a-chip)或微全分析系統(tǒng)(μ-TAS)，是指將樣品制備、反應、分離、檢測等各個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注，是與其本身的固有優(yōu)點相關。微流控芯片將宏觀實驗室的各個功能微縮到了一個芯片上，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)的操作人員以及實驗環(huán)境，大大擴展了使用范圍;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，而介電潤濕與介電泳是數(shù)字微流控技術中兩種重要的液滴操控技術。介電潤濕（Electrowetting-on-dielectric，EWOD）是指在介質層下的微電極陣列上施加電勢，改變介質層與表面

3、液滴的表面能，進而改變介質層與液滴的三相接觸角，造成液滴兩端的非對稱性變形，使液滴內部產生壓強差，實現(xiàn)對液滴的操作與控制。介電泳（Dielectrophoresis，DEP）是指介電質微粒在非均勻電場中因極化效應而引起移動的現(xiàn)象。
　　 本文基于介電潤濕與介電泳技術，設計了兩種微流控芯片，對不同材料的液滴成功的進行了驅動、融合等操作，并基于介電泳技術對偏心雙重乳液進行了初步的調心探索，提高了雙重乳液的同心度。主要內容如下:

4、>　　 1)設計了一套調壓調頻電路，可利用數(shù)字信號發(fā)生器或單片機電路模塊產生控制信號，進而通過端口擴展電路將串行信號擴展為多路并行信號，控制電路模塊可將直流高壓轉換成交頻高壓，作為驅動電壓;
　　 2)研究與設計了介電潤濕(EWOD)數(shù)字微流控芯片，通過施加外部交頻電壓，改變液滴與芯片界面的表面勢能，進而改變液滴與芯片的接觸角，實現(xiàn)驅動液滴移動、融合等操作;
　　 3)研究與設計了介電泳(DEP)微流控芯片，通過施加高