[发明专利]一种数字微流控芯片上的低电压介质液滴驱动方法

摘要

本发明公开了一种数字微流控芯片上的低电压介质液滴驱动方法，利用负介电泳驱动机理进行低电压条件下的介质液滴驱动。具体实现方法为将介质液滴置于水基的表面活性剂溶液环境中，在双基板数字微流控芯片的驱动电极外侧增加辅助电极，通过低压驱动，使介质液滴向去电电极定向运动，包括运输、分裂、合并、配发四种流体操控。本发明直接利用驱动电极设计和信号控制达到介质液滴驱动效果，无需额外增加部件，实现方法简单，可配置于传统数字微流控芯片，适用范围广。大大降低了介质液滴驱动电压，驱动电压可低至几十伏，达到与水滴的驱动电压同等水平，解决了介质液滴驱动的瓶颈问题。

主权项

一种数字微流控芯片上的低电压介质液滴驱动方法，其特征在于：利用负介电泳驱动机理进行低电压条件下的介质液滴驱动，将介质液滴置于水基的表面活性剂溶液环境中，在双基板数字微流控芯片的驱动电极外侧增加辅助电极，通过低电压驱动，使介质液滴向去电电极定向运动；对水基环境中的介质液滴实现低电压驱动，包括运输、分裂、合并、配发四种流体操控：其中所述辅助电极环绕驱动电极设置；第一，介质液滴运输驱动中，将介质液滴所处驱动电极即初位电极，通电，所述初位电极在介质液滴运动方向上的相邻驱动电极即接收电极，去电，同时保持初位电极和接收电极周围的辅助电极和驱动电极处于通电状态，使得介质液滴从初位电极运动到接收电极；通过控制电极的加压时序，连续改变介质液滴运动方向上的电极通断电状态，实现介质液滴的连续运输；第二，介质液滴的分裂驱动中，将介质液滴所处驱动电极即初位电极，通电，所述初位电极两侧的相邻驱动电极均去电，同时保持三个电极周围的辅助电极和驱动电极处于通电状态，使得介质液滴从初位电极分别向两侧的去电电极运动，最终分裂为两个介质液滴；第三，介质液滴的合并驱动视为分裂驱动的反向操作，初始时两个介质液滴分别处于某一驱动电极两侧的两个相邻驱动电极上，将介质液滴所处两个驱动电极均通电，位于两者中间驱动电极去电，同时保持三个驱动电极周围的辅助电极和驱动电极处于通电状态，使得两个介质液滴将分别向中间的去电电极运动，最终合并为一个介质液滴；第四，介质液滴的配发驱动中，存储电极与一列方形驱动电极相邻，存储电极面积大于任意一个驱动电极的面积，初始时介质液滴处于存储电极上，此列方形驱动电极中与存储电极相邻的为中间电极，与中间电极相邻的为配发电极；辅助电极环绕存储电极与该列方形电极设置，辅助电极在配发过程中始终保持通电状态；配发驱动过程中，首先对存储电极通电，使液体运动到中间电极和配发电极上形成液柱，之后将中间电极通电，同时保持存储电极和配发电极去电，这样液柱被切断使部分液体流回存储电极，部分液体在配发电极上形成单独的介质液滴。