用于可重写芯片实验室设备的声波传输液滴
工程师们展示了一种多功能的微流体芯片实验室，它使用声波在油中创建隧道，以无接触地操纵和运输液滴。该技术可以构成小型、可编程、可重写的生物医学芯片的基础，该芯片完全可重复使用，以实现现场诊断或实验室研究。该系统以最少的外部控制实现了液滴的可重写路由、分拣和选通，是液滴数字逻辑控制的基本功能。
自动化流体处理推动了许多科学领域的发展，例如临床诊断和大规模化合物筛选。虽然在现代生物医学研究和制药行业中无处不在，但这些系统体积庞大、价格昂贵，并且不能很好地处理少量液体。
片上实验室系统已经能够在一定程度上填补这一空间，但大多数都受到一个主要缺点的阻碍：表面吸收。由于这些设备依赖于固体表面，因此运输的样品不可避免地会留下可能导致污染的痕迹。新的芯片实验室平台使用一层薄薄的惰性、不混溶的油来阻止液滴留下任何痕迹。就在油下方，压电传感器网格在电流通过时会振动。就像低音炮的表面一样，这些振动会在其上方的薄油层中产生声波。
这些声波在从芯片的顶部和底部反弹以及相互碰撞时会形成复杂的图案。通过精心规划换能器的设计并控制引起波浪的振动的频率和强度，研究人员能够产生涡流，当它们组合时，形成可以沿设备表面向任何方向推动和拉动液滴的隧道.
新系统使用双模传感器，可以根据两种不同的流模式沿 x 或 y 轴传输液滴。通过使用双模传感器，研究人员能够沿两个轴移动液滴，同时将电子设备的复杂性降低四倍。与以前的系统相比，他们还能够将传感器的工作电压降低三到七倍，从而使其能够同时控制八个液滴。通过在设置中引入微控制器，研究人员能够对大部分液滴运动进行编程和自动化。
以类似于计算机芯片上的逻辑系统的方式控制液滴的能力对于各种临床和研究程序至关重要。下一步是结合小型化射频电源和控制板进行大规模集成和动态规划。
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