基于数字微流控芯片的液滴驱动及检测集成化

为了精确控制数字微流控(DMF)芯片内液滴的位置及运动范围，在液滴驱动行进过程中需及时检测液滴所在位置，这对于液滴在特定位置进行分离、混合或存储具有重要作用。为了更好地实现驱动与检测技术集成，设计了正交矩阵电极，利用电极间电容值差异获得液滴位置，借助分时工作方式通过电极复用实现驱动与检测的结合，既可有效保证液滴的准确控制，又可大大减少引线密度，降低芯片加工难度。实验结果表明电极上有无液滴时电容值差异明显，差值最大可达1 400 fF,且可靠性良好，电容值误差范围保持在2%以内，经可见光图像验证，液滴位置检测准确率可达100%。根据检测到的液滴位置，利用搭建完成的数字微流控系统为液滴规划路径，完成了高锰酸钾与维生素C溶液的褪色反应，证明本系统可实时完成液滴的可控驱动与准确检测。