[发明专利]数字微流控系统及液滴驱动方法

说明书

本发明实施例涉及半导体技术领域，提供一种数字微流控系统及液滴驱动方法，上位机基于用户操作编辑加电顺序得到数字微流控芯片的控制参数并输出至微控制器，微控制器将控制参数转换为电平信号发送至继电器模块以开启继电器模块的控制端，继电器模块的控制端开启后被控端相应闭合，使得电源驱动模块、继电器模块的被控端、数字微流控芯片形成电回路，电源驱动模块将驱动电压供给数字微流控芯片驱动液滴移动，液滴的移动对应了人工合成DNA中的摇匀、混合操作，用户还可以通过数字微流控系统设置摇匀次数，从而实现DNA合成的自动化执行，人力成本低且合成效率高。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种数字微流控系统及液滴驱动方法。

背景技术

随着生物学的发展，DNA已经从信息读取发展到人工合成，人工合成DNA目前已被广泛应用到科学研究、医疗检测、医药、农业、工业等领域。传统的DNA合成常温操作技术主要人工操作完成，需要人工进行摇匀和移液，另外，还需要人工在不同光线下判断反应是否完成，人力成本非常高，同时合成效率低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种数字微流控系统及液滴驱动方法，用以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种数字微流控系统，所述数字微流控系统包括上位机、微控制器、继电器模块、数字微流控芯片和电源驱动模块，所述上位机通过所述微控制器电连接到所述继电器模块的控制端，所述继电器模块的被控端与所述电源驱动模块和所述数字微流控芯片均电连接，且所述数字微流控芯片与所述电源驱动模块电连接；所述上位机用于基于用户操作编辑加电顺序得到所述数字微流控芯片的控制参数，并将所述控制参数输出至所述微控制器；所述微控制器用于将所述控制参数转换为电平信号并发送至所述继电器模块，以开启所述继电器模块的控制端；所述继电器模块用于当所述电平信号作用到控制端时被控端闭合，使得所述电源驱动模块、继电器模块的被控端、数字微流控芯片形成电回路；所述电源驱动模块用于当所述继电器模块的被控端闭合时为所述数字微流控芯片提供驱动电压，以驱动所述数字微流控芯片上的液滴移动。

进一步地，所述数字微流控芯片包括多个电极，所述继电器模块的被控端通过弹簧针与所述数字微流控芯片上的多个电极均电连接。

进一步地，所述继电器模块包括多个继电器开关，每个继电器开关均包括继电器和三极管，所述继电器的线圈的一端与电源电连接，另一端与所述三极管的集电极电连接，所述三极管的基极通过电阻与所述微控制器电连接，所述三极管的发射极接地，且所述线圈并联有二极管；所述继电器的一个触点与所述电源驱动模块电连接，另一个触点通过弹簧针与所述数字微流控芯片上的电极电连接。

进一步地，每个所述电极均包括电极序号，所述控制参数包括目标电极序号、单步加电时间和单步间隔时间。

进一步地，所述微控制器还用于将所述目标电极序号、以及目标电极运行所需的单步加电时间和单步间隔时间转换为电平信号，以在所述电平信号的作用下所述电源驱动模块将所述驱动电压供给所述目标电极。

进一步地，所述数字微流控芯片包括上极板及下极板，所述上极板为ITO玻璃的导电面，所述下极板的上表面设有多个电极，所述上极板电连接到所述电源驱动模块。

进一步地，所述数字微流控系统还包括磁力模块，所述磁力模块与Arduino通信连接，所述数字微流控芯片设置于所述磁力模块的磁力位置处；所述磁力模块用于在Arduino的无线遥控下将所述数字微流控芯片上的磁珠与所述液滴进行分离和混合。