[实用新型]一种可生成移动电场力的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及产生电泳力的交变电场(DEP)和移动交变电场(twDEP)生成技术，具体地说是一种可生成移动电场力的装置，采用本实用新型可以通过改变移动交变电场的相位、幅度、频率，产生用于微纳操作的电泳力。

技术背景

微纳米科技是近年来发展迅速的高技术领域，具有非常重要科学研究和应用价值。由于微纳米尺度极小，传统的机械传动和施加外力驱动方法受到很大限制。尤其对微米粒子、纳米粒子如细胞、分子、蛋白、CNT等基本微纳米物质的操控更是十分困难。基于电泳的操作方法在面向的操作与检测，微粒的分离与操作，以及面向DNA的检测与测试都起着十分重要的作用，已经成为生物医学、药品科研与应用的重要方向，具有广泛的应用价值。然而，在电泳力的微操作中，可能生成稳定可靠的相位、幅度、频率的可调移动电场，从而实现可控电泳的微纳操作可起着决定性的作用的思想未见报道。

实用新型内容

为解决基于电泳力(EP、DEP、twDEP)机理的微纳可控操作移动电场力的生成与可调节问题，本实用新型的目的在于提供一种可生成移动电场力的装置及。

本实用新型技术方案包括：

微处理器，作为程序控制器，与上位机通讯，接收上位机给定的正弦波频率及初始相位角参数，输出与频率合成模块通信，对其进行参数设置；

通信模块，作为微处理器与上位机通讯的标准接口；

频率合成模块，接收微处理器的指令，按指令自动产生具有初始相位角和频率的正弦波，输出信号至幅度调节模块；

幅度调节模块，将所生成波形进行幅度调节，并输出至电极，用以产生交变电场，生成移动电场力。

本实用新型具有如下优点：

基于本实用新型的一个实施例为例的4通道的相位差、幅度、频率均产生连续可调的正弦信号，可施加到相应电极阵列上生成不同的移动电场力。这种装置以及相位差、频率、幅度可调的交变电场实现方法，为基于电泳力的微纳可控操作提供新的研究装置和技术途径。

附图说明

图1为本实用新型装置电路原理图。

图2为本实用新型与电极连接的一个装置实施例电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型可生成移动电场力的方法：建立交变电场，即对有序排列的电极阵列施加多路交变电压信号。所述有序电极阵列可以通过平面印刷术(IC/MEMS工艺)加工方法获得，施加的多路交变电压信号则需要有较大范围的频率调节范围(0-几十兆赫兹)、较大的幅度调节范围(0-30V)和各路信号相位差可调节性，以满足在电极阵列上生成的电交变场可调节需求。因而需要特殊设计和制作这样的信号发生装置。

所述信号发生装置的设计：应用微处理器MCU和频率合成模块构成具有相位差的多路正弦信号发生装置，首先微处理器MCU接收上位机的预置波形频率、相位指令，将该指令根据频率合成模块(例如AD9850)的技术要求，转换成含有输出信号频率与相位信息的控制字。并以串行方式发送给频率合成模块。频率合成模块接收到该控制字后，其频率更新控制管脚等待微处理器MCU的频率与相位更新控制信号。一旦频率合成模块接收到频率更新控制信号后，立即输出与预先设定的频率、相位相符合的正弦波形。对所述输出正弦波形的幅度进行放大调整，最后输出具有指定频率和相位的多路正弦波波形信号至有序排列的电极阵列，用于在所述电极阵列上生成移动电场。

当采用多个频率合成模块时，频率合成模块就可以分别接收微处理器MCU的预置频率和初始相位控制字指令，然后在同一触发信号的触发下，产生一组同一频率和各自相位的正弦波形，输出正弦波形的幅度可以经过放大器调整输出波形幅度，最后输出波形。

如图1所示，本实用新型装置包括：

一微处理器MCU，作为程序控制器，与上位机通讯，接收上位机的正弦波频率及初始相位角等参数，显示参数设置信息，输出与波形合成模块通信，对其进行参数设置，以控制产生相应正弦波频率及初始相位角。本实施例微处理器MCU可采用C8051F120。

多个通信模块，作为微处理器与上位机通讯的标准接口(MAX3232标准接口)，完成微处理器与上位机的通讯。