载流子，所以其波长应介于300?700nm。背景光源可使用氙灯、卤素灯或高功率白光LED。聚焦物镜放大倍率介于4?100倍。考虑元件的成本以及输运效果，各参数的优选范围是:激光器波长应介于400?550nm，背景光源选用卤素灯或白光LED，聚焦物镜放大倍率介于20?50倍。
[0025]本发明公开了一种微液滴输运方法，该方法的操作步骤为:以y切铌酸锂晶片6为芯片基底，将待输运的微液滴10导入至其表面上；打开激光器，通过调节三轴微动平移台7移动y切铌酸锂晶片6的空间位置，使激光11聚焦打在微液滴附近的铌酸锂晶片表面上，适当调节激光功率;再通过三轴微动平移台7驱动y切铌酸锂晶片6运动，使激光聚焦光斑在铌酸锂晶片的二维平面上做相对扫描动作，带动微液滴按任意二维路径进行输运。液滴的输运速度可直接通过光斑扫描速度进行精准调控，液滴的输运驱动力可通过聚焦光功率进行灵活控制。对于小液滴低速输运，可相应的调小光强，缩小光斑的影响范围，有利于对小液滴输运动作进行更精准灵活的把控。而对于大液滴高速输运，可适当地增大光强，提高液滴输运驱动力，完成高速输运。
[0026]本发明方案的工作原理:激光照射y铌酸锂晶片表面，会产生定向移动的光激载流子(电子)，由于光激载流子沿铌酸锂片z轴的正方向移动，使其表面沿z轴方向在光斑两侧形成一正一负两个电荷积累区域，从而对微液滴产生介电泳力。通过激光聚焦光斑在铌酸锂晶片上的扫描动作可带动微液滴按任意二维路径进行输运。液滴随着激光光斑的相对移动而移动，其输运速度直接取决于激光光斑的移动速度，而且由于光斑两侧的介电泳力正比于聚焦光强，因此液滴输运驱动力可通过聚焦光功率进行控制。
[0027]下面给出本发明实现微液滴输运方法的具体实施例，具体实施例仅用于详细说明本发明，并不限制本申请权利要求的保护范围
[0028]实例I
[0029]使用488nm激光器，背景光源选用卤素灯，聚焦物镜放大倍数为25倍，将一个体积为55.1pL的微液滴导入至y切铌酸锂晶片上，然后打开激光器，调节微液滴的空间位置使其位于聚焦的激光光斑附近，调节聚焦光功率为38mW。通过三轴微动平移台驱动y切铌酸锂晶片运动，使激光光斑在其表面上沿一定路径进行扫描，微液滴会与激光光斑一同移动，实现对微液滴的输运，输运速度为215um/s，输运过程中微液滴与光斑保持一定的距离。
[0030]实例2
[0031 ]使用488nm激光器，背景光源选用白光LED，聚焦物镜放大倍数为25倍，将一个体积为60.SpL的微液滴导入至y切铌酸锂晶片上，然后打开激光器，调节微液滴的空间位置使其位于聚焦的激光光斑附近，调节聚焦光功率为46mW。通过三轴微动平移台驱动y切铌酸锂晶片运动，使激光光斑在其表面上沿一定路径进行扫描，微液滴会与激光光斑一同移动，实现对微液滴的输运，输运速度为263um/s，输运过程中微液滴与光斑保持一定的距离。
[0032]实例3
[0033]使用405nm激光器，背景光源选用白光LED，聚焦物镜放大倍数为25倍，将体积为15.1pL与75.4pL的两个微液滴导入至y切铌酸锂晶片上，然后打开激光器，调节微液滴的空间位置使聚焦的激光光斑打在两个液滴中间，调节聚焦光功率为3.65mW。通过三轴微动平移台驱动y切铌酸锂晶片运动，使激光光斑在其表面上沿一定路径进行扫描，微液滴会与激光光斑一同移动，实现对两个微液滴的输运，输运速度为17um/s，输运过程中微液滴与光斑保持一定的距离。
[0034]实例4
[0035]使用405nm激光器，背景光源选用卤素灯，聚焦物镜放大倍数为25倍，将体积为55.9pL与71.3pL的两个微液滴导入至y切铌酸锂晶片上，然后打开激光器，调节微液滴的空间位置使聚焦的激光光斑打在两个液滴中间，调节聚焦光功率为40.0mW。通过三轴微动平移台驱动y切铌酸锂晶片运动，使激光光斑在其表面上沿一定路径进行扫描，微液滴会与激光光斑一同移动，实现对两个微液滴的输运，输运速度为2 2 O um / s，输运过程中微液滴与光斑保持一定的距离。
[0036]实例5
[0037]使用532nm激光器，背景光源选用卤素灯，聚焦物镜放大倍数为25倍，将一个体积为9.0pL的微液滴导入至y切铌酸锂晶片上，然后打开激光器，调节微液滴的空间位置使其位于聚焦的激光光斑附近，调节聚焦光功率为0.23mW。通过三轴微动平移台驱动y切铌酸锂晶片运动，使激光光斑在其表面上沿一定路径进行扫描，微液滴会与激光光斑一同移动，实现对微液滴的输运，输运速度为0.96um/s，输运过程中微液滴与光斑保持一定的距离。
[0038]实例6
[0039]使用532nm激光器，背景光源选用白光LED，聚焦物镜放大倍数为50倍，将一个体积为15pL的微液滴导入至y切铌酸锂晶片上，然后打开激光器，调节微液滴的空间位置使其位于聚焦的激光光斑附近，调节聚焦光功率为1.05mW。通过三轴微动平移台驱动y切铌酸锂晶片运动，使激光光斑在其表面上沿一定路径进行扫描，微液滴会与激光光斑一同移动，实现对微液滴的输运，输运速度为4.0um/s，输运过程中微液滴与光斑保持一定的距离。
[0040]以上所述具体实例对本发明的技术方案和实施办法做了进一步地详细说明，应理解的是，以上实例并不仅用于本发明，凡是在本发明的精神和原则之内进行的同等修改、等效替换、改进等均应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种微液滴输运方法，其特征在于:以y切铌酸锂晶片为芯片基底，通过激光聚焦光斑在铌酸锂晶片上的扫描动作带动微液滴按任意二维路径进行输运。2.根据权利要求1所述的一种微液滴输运方法，其特征在于，利用激光聚焦照射y切铌酸锂晶片所产生的介电泳力作为微液滴的驱动力，液滴输运速度可直接通过光斑扫描速度进行精准调控，液滴输运驱动力可通过聚焦光功率进行灵活控制。3.根据权利要求1所述的一种微液滴输运方法，其特征在于:利用激光聚焦照射y切铌酸锂晶片所产生的介电泳力作为微液滴的驱动力，输运过程中微液滴与聚焦光斑由于介电泳力的非局域光响应存在一定间隔，可以有效降低激光对液滴所造成的不良影响。4.根据权利要求1所述的一种微液滴输运方法，其特征在于:利用激光聚焦照射y切铌酸锂晶片所产生的介电泳力作为微液滴的驱动力，可以实现对两个微液滴的同步输运，即双液滴同步输运方式。5.根据权利要求1所述的一种微液滴输运方法，其特征在于:利用激光聚焦照射y切铌酸锂晶片所产生的非接触性的介电泳力作为微液滴的驱动力，可以对体积不小于9pL的微液滴进行输运，可以极大地满足芯片高度集成化的要求。
【专利摘要】本发明公开了一种微液滴输运方法，该方法以y切铌酸锂晶片为芯片基底，利用激光聚焦照射铌酸锂晶片所产生的介电泳力作为微液滴的驱动力，通过激光聚焦光斑在铌酸锂晶片上的扫描动作带动微液滴按任意二维路径进行输运。该方法所需的芯片结构简单，可通过控制光斑扫描速度和激光功率对微液滴输运动作进行精准灵活的调控。此外该方法还具有非局域光响应、双液滴同步输运等特点。该技术可用于生物、化学、医学分析过程中的微量药剂及流体样品的输运，对生物医疗、药物诊断、环境监测以及分子生物学等领域的发展都具有非常重要的意义。
【IPC分类】G01N35/10
【公开号】CN105510615
【申请号】CN201511021872
【发明人】陈立品, 阎文博, 樊博麟, 李少北, 陈洪建
【申请人】河北工业大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日