[发明专利]基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法及系统

权利要求书

1.一种基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：制作ODEP芯片，向制作好的ODEP芯片的溶液层中注入带有微纳米粒子的液体样品；

步骤S2：获取注入ODEP芯片通道中的微纳米粒子图像，并对所述微纳米粒子图像进行实时采集；

步骤S3：对实时采集到的图像进行处理和目标识别，得到识别后的微纳米粒子的信息；

步骤S4：对所述ODEP芯片中的两层ITO玻璃添加外加电场，将绘制的光学图案依次投射在待需要操作的识别后的微纳米粒子所在的位置，控制所述光学图案的移动以实现对微纳粒子进行设定操作。

2.根据权利要求1所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：对实时采集到的图像进行处理和目标识别的方法为：步骤S31：对实时采集到的彩色图像进行灰度化处理；步骤S32：对灰度图像进行图像增强；步骤S33：对图像进行形态学处理；步骤S34：对目标粒子进行边缘检测；步骤S35：对图像进行自动化阈值分割，提取目标粒子轮廓；步骤S36：对上述提取的目标粒子轮廓进行边缘检测；步骤S37：对图像进行粒子分析。

3.根据权利要求2所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：对灰度图像进行图像增强的方法为：根据具体实验，由灰度分析指定灰度范围对图像进行直方图均衡化后，设置相关参数进行灰度对数变换和乘法运算。

4.根据权利要求2所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：对图像进行形态学处理的方法为：利用适当闭运算再采用适当开运算对图像进行形态学处理。

5.根据权利要求2所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：对图像进行自动化阈值分割，提取目标粒子轮廓后，利用孔洞填充消除提取目标粒子轮廓后存在的孔洞。

6.根据权利要求2所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：对图像进行一次粒子分析时，得到带有杂质或干扰的图像的识别信息，再利用粒子滤除删去这些非目标粒子的识别信息，然后再次使用粒子分析得到最终要识别的粒子信息。

7.根据权利要求1所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：控制所述光学图案的移动以实现对微纳粒子进行设定操作的方法为：步骤S41：输入识别的目标微纳米粒子信息和给定的微纳米粒子运输的目标位置；步骤S42：依次索引目标位置数组中的一个目标位置元素，计算所有输入的目标粒子信息中的位置信息与该目标位置的距离，取其中的最小值，得到与该目标位置距离最短的粒子，并将该粒子的信息删除；重复上述步骤，直到所有目标位置元素都已匹配相对应的距离最短的粒子直至；步骤S43：将所述光学图案投射在与目标位置相匹配的粒子上，并作为光学图案的初始位置，移动光学图案至目标位置。

8.根据权利要求7所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：移动光学图案至目标位置的方法为：步骤S431：确定一个判定光学图案实际位置横坐标到达目标位置横坐标的阈值；步骤S432：计算当前光学图案位置的横坐标与目标位置的横坐标之间的距离是否小于给出的阈值，若小于，则循环结束，若否，则继续判断当前光学图案位置横坐标与目标位置横坐标的大小关系，若当前光学图案位置横坐标小于目标位置横坐标，则对当前光学图案位置横坐标进行加运算移动，并设定移动步长，若否，则对当前光学图案位置横坐标进行减运算移动，并设定移动步长；步骤S433：返回步骤S432直至所有匹配粒子位置的横坐标都移动到目标位置横坐标后，横坐标移动程序停止运行；采用上述相同的步骤同时对光学图案纵坐标进行变动。

9.根据权利要求1所述的基于光诱导介电泳的微纳自组装操作方法，其特征在于：绘制的光学图案根据试验目的选择，并设置实验所需的光学图案的颜色和厚度。

10.一种基于光诱导介电泳的微纳自组装操作系统，其特征在于，包括：

ODEP芯片操作模块，用于制作ODEP芯片，向制作好的ODEP芯片的溶液层中注入带有微纳米粒子的液体样品；

采集模块，用于获取注入ODEP芯片通道中的微纳米粒子图像，并对所述微纳米粒子图像进行实时采集；

处理和目标识别模块，用于对实时采集到的图像进行处理和目标识别，得到识别后的微纳米粒子的信息；

移动模块，用于对所述ODEP芯片中的两层ITO玻璃添加外加电场，将绘制的光学图案依次投射在待需要操作的识别后的微纳米粒子所在的位置，控制所述光学图案的移动以实现对微纳粒子进行设定操作。