[發(fā)明專利]數(shù)字微流控系統(tǒng)及液滴驅(qū)動方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811095999.7
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109092380A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃術(shù)強(qiáng);劉顯明;唐鈺軒;劉陳立
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 逯恒

本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，提供一種數(shù)字微流控系統(tǒng)及液滴驅(qū)動方法，上位機(jī)基于用戶操作編輯加電順序得到數(shù)字微流控芯片的控制參數(shù)并輸出至微控制器，微控制器將控制參數(shù)轉(zhuǎn)換為電平信號發(fā)送至繼電器模塊以開啟繼電器模塊的控制端，繼電器模塊的控制端開啟后被控端相應(yīng)閉合，使得電源驅(qū)動模塊、繼電器模塊的被控端、數(shù)字微流控芯片形成電回路，電源驅(qū)動模塊將驅(qū)動電壓供給數(shù)字微流控芯片驅(qū)動液滴移動，液滴的移動對應(yīng)了人工合成DNA中的搖勻、混合操作，用戶還可以通過數(shù)字微流控系統(tǒng)設(shè)置搖勻次數(shù)，從而實現(xiàn)DNA合成的自動化執(zhí)行，人力成本低且合成效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種數(shù)字微流控系統(tǒng)及液滴驅(qū)動方法。

背景技術(shù)

隨著生物學(xué)的發(fā)展，DNA已經(jīng)從信息讀取發(fā)展到人工合成，人工合成DNA目前已被廣泛應(yīng)用到科學(xué)研究、醫(yī)療檢測、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的DNA合成常溫操作技術(shù)主要人工操作完成，需要人工進(jìn)行搖勻和移液，另外，還需要人工在不同光線下判斷反應(yīng)是否完成，人力成本非常高，同時合成效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種數(shù)字微流控系統(tǒng)及液滴驅(qū)動方法，用以改善上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種數(shù)字微流控系統(tǒng)，所述數(shù)字微流控系統(tǒng)包括上位機(jī)、微控制器、繼電器模塊、數(shù)字微流控芯片和電源驅(qū)動模塊，所述上位機(jī)通過所述微控制器電連接到所述繼電器模塊的控制端，所述繼電器模塊的被控端與所述電源驅(qū)動模塊和所述數(shù)字微流控芯片均電連接，且所述數(shù)字微流控芯片與所述電源驅(qū)動模塊電連接；所述上位機(jī)用于基于用戶操作編輯加電順序得到所述數(shù)字微流控芯片的控制參數(shù)，并將所述控制參數(shù)輸出至所述微控制器；所述微控制器用于將所述控制參數(shù)轉(zhuǎn)換為電平信號并發(fā)送至所述繼電器模塊，以開啟所述繼電器模塊的控制端；所述繼電器模塊用于當(dāng)所述電平信號作用到控制端時被控端閉合，使得所述電源驅(qū)動模塊、繼電器模塊的被控端、數(shù)字微流控芯片形成電回路；所述電源驅(qū)動模塊用于當(dāng)所述繼電器模塊的被控端閉合時為所述數(shù)字微流控芯片提供驅(qū)動電壓，以驅(qū)動所述數(shù)字微流控芯片上的液滴移動。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字微流控芯片包括多個電極，所述繼電器模塊的被控端通過彈簧針與所述數(shù)字微流控芯片上的多個電極均電連接。

進(jìn)一步地，所述繼電器模塊包括多個繼電器開關(guān)，每個繼電器開關(guān)均包括繼電器和三極管，所述繼電器的線圈的一端與電源電連接，另一端與所述三極管的集電極電連接，所述三極管的基極通過電阻與所述微控制器電連接，所述三極管的發(fā)射極接地，且所述線圈并聯(lián)有二極管；所述繼電器的一個觸點與所述電源驅(qū)動模塊電連接，另一個觸點通過彈簧針與所述數(shù)字微流控芯片上的電極電連接。

進(jìn)一步地，每個所述電極均包括電極序號，所述控制參數(shù)包括目標(biāo)電極序號、單步加電時間和單步間隔時間。

進(jìn)一步地，所述微控制器還用于將所述目標(biāo)電極序號、以及目標(biāo)電極運(yùn)行所需的單步加電時間和單步間隔時間轉(zhuǎn)換為電平信號，以在所述電平信號的作用下所述電源驅(qū)動模塊將所述驅(qū)動電壓供給所述目標(biāo)電極。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字微流控芯片包括上極板及下極板，所述上極板為ITO玻璃的導(dǎo)電面，所述下極板的上表面設(shè)有多個電極，所述上極板電連接到所述電源驅(qū)動模塊。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字微流控系統(tǒng)還包括磁力模塊，所述磁力模塊與Arduino通信連接，所述數(shù)字微流控芯片設(shè)置于所述磁力模塊的磁力位置處；所述磁力模塊用于在Arduino的無線遙控下將所述數(shù)字微流控芯片上的磁珠與所述液滴進(jìn)行分離和混合。