数字微流控生物芯片的电极管脚控制信号处理

列进行比对，找到相互兼容的驱动序列，其可由同一个控制引脚来控制。

步骤4 每个分区比对完成后，查看产生的共用引脚数量是否小于x，若小于x则与其他分区中小于x的相比较，直到最终的共用引脚数量等于x或者是没有与其互相兼容的为止。例如：当x=3时，将由图4产生的电极驱动序列以6来进行分区，然后对于每个分区进行比对，会得到在前6个电极中E1=E3=E5，E2=E4=E6由于共用电极数等于3，则无需再与其他电极相比较。

表2是对图4的液滴路由产生的电极驱动序列进行x值的设定，然后分区产生的结果。

由表2中的数值可体现出，不同x值最终所减少的控制引脚数是不同的，根据x值的设定可更好的对产生的电极驱动序列进行分区，x值不仅对本身的生物芯片的性能有影响，也对最终控制引脚数的减少有一定的影响。文中的实验结果是对x取不同值最终产生的引脚分配进行比对，用最终产生的最优引脚数与其余方法相比对。由于本方法的应用是基于液滴路由路径已知的情况，故最终的阵列完成时问与直接寻址生物芯片的完成时间相同，确保了测试的完成时间。

3 实验结果

本文将所提出的优化方法引用到生物芯片的多功能生物鉴定当中，来验证方法的有效性。图3所示，多功能的生物鉴定映射到了一个15×15的数字微流控生物芯片上。对于每个样本和试剂均有两个液滴分发到阵列中，因此根据多功能生物鉴定的序列图所示：有4对液滴{S1，R1}，{S1，R2}，{S2，R1}和{S2，R2}执行到一起进行混合操作，最终进行4组检测操作。

根据上述8个液滴的路由过程，产生电极驱动序列后，图5所示为x分别取x=9，x=10，x=11，x=12再对序列进行分区，最终不同x值产生的引脚分配也不同。

如图5(a)所示，当x=12时最终引脚减少到了19个，相当于68%的减少率。图6是各种方案的比对结果，由图可看出在文献中提出的阵列分区方法最终用到了35个控制引脚，73 s的完成时间;在文献中提出的交叉引用方法，最终减少到了30个控制引脚，132s的完成时间。由上述结果可知，最终减少的控制引脚比其他方法多，在保证测试时间的情况下，达到了更好的结果，且实现了对引脚控制信号的优化处理。

4 结束语

本文主要研究了数字微流控生物芯片的电极管脚控制信号处理，考虑生物芯片有其一定的物理性质，每个控制引脚均会有一定的驱动能力，在此假设每个控制引脚最多能驱动x个电极，然后以x的倍数对产生的电极驱动序列进行分区，再寻找相互兼容的驱动序列，不同的x值最后产生的引脚分配也不同，在文中将x=12时的实验结果与交叉引用等方法相比较，实验结果表明，在确保测试完成时间的情况下，最终所用到的控制引脚比其他方法少，实现了对数字微流控生物芯片的电极管脚的控制信号处理，减少了芯片的制造成本，为未来数字微流控生物芯片的研究提供了参考。