[实用新型]微纳生物粒子介电表征装置

权利要求书

1.一种微纳生物粒子介电表征装置，其特征在于：该微纳生物粒子的多模式集成化介电表征装置包括介电表征芯片(100)、机器视觉装置(200)、主控系统(300)、激励信号产生装置(400)、虚拟电极投射器(500)以及微动工作台(600)；介电表征芯片(100)放置于微动工作台(600)上而且可以随微动工作台(600)在水平方向上移动，在介电表征芯片(100)的上方设有机器视觉装置(200)，用于采集介电表征芯片(100)上的粒子运动的视频图像并转换为数字信号输出，机器视觉装置(200)的输出端连接主控系统(300)，将视频信号传送给主控系统(300)进行分析处理；介电表征芯片(100)的下方是虚拟电极投射器(500)用于向介电表征芯片(100)投射缩微光图案，虚拟电极投射器(500)的出射光线方向与介电表征芯片(100)的表面垂直；主控系统(300)包括计算机(310)和一套生物粒子介电表征测试系统软件(320)，用于对机器视觉装置(200)采集到的数据进行分析处理，同时对激励信号产生装置(400)、虚拟电极投射器(500)、微动升降台(230)和微动工作台(600)发出指令信号；激励信号产生装置(400)的控制信号输入端与主控系统(300)的控制信号输出端连接，激励信号产生装置(400)的输出端与介电表征芯片(100)的信号输入端相连接。

2.如权利要求1所述的微纳生物粒子介电表征装置，其特征在于：介电表征芯片(100)中，自下至上依次为透明绝缘基底(180)、透明导电层(173)、光电导层(172)、绝缘层(171)、中间间隔层(150)、上层透明导电薄膜(130)、透明绝缘盖片(120)，其中中间间隔层(150)设在绝缘层(171)与上层透明导电薄膜(130)之间的四周，绝缘层(171)、中间间隔层(150)、上层透明导电薄膜(130)围成的空间是微流体腔(140)，在微流体腔(140)中的绝缘层(171)上，设有螺旋实体电极阵列(160)、栅栏式虚拟电极阵列(191)、块状虚拟电极(192)、光圈虚拟电极(193)，进样口(110)穿过透明绝缘盖片(120)、上层透明导电薄膜(130)将微流体腔(140)与外部连通，在中间间隔层(150)外的绝缘层(171)上设有第一信号输入端(1601)、第二信号输入端(1602)、第三信号输入端(1603)、第四信号输入端(1604)。

3.如权利要求2所述的微纳生物粒子介电表征装置，其特征在于，所述的螺旋实体电极阵列(160)由N根螺旋电极组成，N≥3，中心有N个成圆周对称分布的电极端形成电旋转腔，并在外围形成N个信号输入端，N个信号输入端所输入的正弦信号的相位依次相差360/N度，相邻两根电极中心线的距离是相等的。

4.如权利要求2所述的微纳生物粒子介电表征装置，其特征在于，所述的螺旋实体电极阵列(160)的材料是透明导电薄膜或是不透明的导电物质；所述的绝缘层(171)位于光电导层(172)和螺旋实体电极阵列(160)之间；所述的光电导层(172)具有光电导的特性，光电导层(172)的材料为氢化非晶硅或者掺杂的硫化镉或者参杂的硒化镉或者是硫化镉和硒化镉的组合。

5.如权利要求1所述的微纳生物粒子的多模式集成化介电表征装置，其特征在于：所述的机器视觉装置(200)用于采集芯片中的粒子运动的视频图像并转换为数字信号输出，包括安装在视频摄像头(220)下方的观测物镜(210)、固定在微动升降台(230)下方的视频摄像头(220)、可以上下移动的微动升降台(230)和视频采集卡(240)。

6.如权利要求1所述的微纳生物粒子介电表征装置，其特征在于：所述的激励信号产生装置(400)包括正弦信号源(410)、移相电路模块(420)；正弦信号源(410)用于在主控系统(300)控制下产生多种频率的正弦信号；移相电路模块(420)用于改变正弦信号源输出的信号的相位，输出多路不同相位的信号，移相电路模块(420)的输入端连接正弦信号源(410)，输出端有N+2个端子，输出N+2路信号，其中有N路正弦信号幅值相等，相位之间依次相差360/N度且这N路信号具有共同的参考地电位，其余的2个端子输出存在电压差的两个正弦信号或者一个端子接地另一个端子输出正弦信号。

7.如权利要求1所述的微纳生物粒子介电表征装置，其特征在于：所述的虚拟电极投射器(500)包括空间光调制器(510)、缩微透镜筒(520)、激光器(530)和激光器支架(540)；空间光调制器(510)中含有数字微镜芯片驱动版；自带扩束器的激光器(530)安装于激光器支架(540)上且可以绕激光器支架(540)转动，用于改变出射激光束入射到数字微镜芯片上的入射角度；缩微透镜筒(520)是一组将空间光调制器(510)输出的光图案缩小的透镜单元，缩微透镜筒的轴线与数字微镜芯片表面所在的平面垂直，同时与介电表征芯片(100)的上下表面所在的平面垂直。