CN107790199A - 介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法，个人电脑向单片机下发控制命令，由单片机控制驱动电路来提供驱动电压，对介质电润湿数字式微流控芯片的电极上的液滴驱动；检测电阻提取流过微流控芯片的电流信号送入电压跟随器进行跟随；跟随后的信号分两路输入乘法器进行信号自乘；低通滤波器对乘法器输出的信号进行低通滤波，在低通滤波器的输出端得到直流信号；单片机对低通滤波器输出的直流信号采集，并送至个人电脑处理，以显示与液滴状态相关的信息。本发明可对任意位置、任意大小的一个或多个液滴进行驱动及检测，还可通过标定将驱动电压降至正常驱动阈值以下时测得的参数，相应转化成正常驱动阈值下可以使用的参数。

Description

介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法
技术领域
本发明涉及微流控芯片技术，特别涉及一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法。
背景技术
微流控芯片是实现片上实验室(Lab-on-a-chip)的一种潜在技术，能够把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以取代常规生物或化学实验室的各种功能，自动完成分析的全过程。由于在集成化、自动化、便携化和高效化等方面展现出了巨大潜力，微流控芯片技术已成为当前研究热点和世界前沿科技之一。
片上实验室的优点是用极少剂量的化学生物药品进行快速，自动化的片上反应、检测。现有技术中，比如利用CCD实时采集芯片图像，集成LED和光电二极管，集成阻抗传感器，谐振分析，质量分析，荧光反应，电化学分析等，虽然不需要复杂昂贵的外部设备能够实现，但是可供检测的位点太少且精度有限制。这些缺陷显然不符合片上实验室的集成性，便携性以及廉价性。
在基于介质电润湿效益的数字二维微流控芯片上，借助外部驱动力将连续的液体离散化，对形成的微小液滴进行操控和研究分析，其中对微尺度液滴实现实时准确检测，对后续程序化实验和反应结果有着重要的意义。微流控芯片上的不同区域可以有不同的功能，比如混合、分裂、加热、检测等。作为芯片上最小操作单元的液滴，其在不同区域之间的运动路径既要考虑实时性，还要考虑交叉污染击穿等问题。纯手工安排液滴路径工作量太大，也不符合发展片上实验室的初衷。而利用介质电润湿技术的可编程性，结合计算机、集成电路版图设计的算法来自动规划液滴运动路径无疑是很有前景的解决方案。
此外，在基于电润湿的数字微流控芯片上，液滴运动所需的正常驱动电压受很多制作工艺因素影响，可以毫不夸张地说每个芯片都有一个特定的正常驱动阈值。如果电极上的电压值大于或者等于驱动阈值(正常驱动电压)，那么液滴就会发生扭曲和移动，导致测得的液滴尺寸与检测电压的关系不准确。所以如何对每个芯片进行标定，以获得精确的液滴检测结果是亟需解决的一个问题。
发明内容
本发明提供一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法，可在二维大规模介质电润湿数字微流芯片上实现任意位置，任意大小的液滴检测，保证精度的同时有价格、集成性、便携性等方面的显著优势。
本发明的一个技术方案在于提供一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统，其包含：
介质电润湿数字式微流控芯片，具有可独立控制的多个电极；
驱动电路，向微流控芯片提供对电极上的液滴进行驱动的驱动电压；
检测电阻，提取流过微流控芯片的电流信号；
电压跟随器，进行阻抗匹配，对所述检测电阻提取出的电流信号进行跟随；
乘法器，将跟随后的信号分为两路作为输入进行信号自乘；
低通滤波器，对所述乘法器的输出信号进行低通滤波得到直流信号；
单片机，向驱动电路提供驱动信号，及采集低通滤波器输出的直流信号；
个人电脑，向单片机发送控制命令，及接收单片机反馈的信号进行处理。
优选地，所述驱动电路包含与门阵列、固态继电器阵列；
与门阵列包含的与门的数量，与固态继电器阵列包含的继电器的数量相同，并且与微流控芯片上电极的数量相匹配；
所述单片机对所述与门阵列的与门进行单向控制，所述与门阵列的与门对所述固态继电器阵列相应的继电器进行单向控制，所述固态继电器阵列的继电器对所述微流控芯片上相应的电极进行单向控制。
优选地，纵向有间隔地设置有三个PCB板，其中：
所述微流控芯片、检测电阻、电压跟随器、乘法器、低通滤波器、单片机，设置在上层的第一PCB板上；
所述驱动电路的固态继电器阵列，设置在中层的第二PCB板上；
所述驱动电路的与门阵列，设置在下层的第三PCB板上。
优选地，设置在PCB塞孔基板上的微流控芯片，通过第一PCB板上对应微流控芯片四周所设的排针和母座与第二PCB板上的固态继电器阵列连接，还通过该微流控芯片的上极板设置的引线与检测电阻连接；所述检测电阻是滑动变阻器。
本发明的另一个技术方案是提供一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测方法，设置上述任意一项液滴检测系统；
通过个人电脑向单片机下发控制命令，由单片机控制驱动电路来对介质电润湿数字式微流控芯片上的每个电极依次提供驱动电压，对微流控芯片上的液滴进行驱动；
每换一个电极加电，检测电阻就对流过微流控芯片的电流信号实时提取一次，并送入电压跟随器进行跟随；跟随后的信号分两路输入乘法器进行信号自乘；低通滤波器对乘法器输出的信号进行低通滤波，在低通滤波器的输出端得到直流信号；
单片机对低通滤波器输出的直流信号进行采集，并送至个人电脑处理，以显示与液滴状态相关的信息。
优选地，对微流控芯片的电极上的液滴进行的驱动，包含个人电脑基于Lee算法对液滴移动的路径进行自动规划，并通过单片机控制驱动电路来向该路径对应的电极依次提供相匹配的驱动电压，使液滴沿规划的路径移动。
优选地，所述液滴检测方法进一步包含对液滴检测的结果进行转化的以下标定过程：
S1、设定正常驱动阈值为能用以驱使微流控芯片上任意位置的一个第一液滴在相邻电极之间移动时所施加的驱动电压；
S2、去除第一液滴，将驱动电压降至正常驱动阈值以下；
S3、对微流控芯片上任意位置、任意尺寸的一个或多个待测液滴，进行与待测液滴状态相关的参数测定，获得原始参数；
S4、对微流控芯片上任意一个100％被待测液滴覆盖的电极加电，并记录单片机反馈给个人电脑的值data1；
S5、将驱动电压恢复至正常驱动阈值，调整检测电阻的阻值的同时观察单片机反馈给个人电脑的值data2；当反馈的值data2等于data1时，停止调整检测电阻，完成标定，将待测液滴的原始参数作为与正常驱动阈值对应的检测结果。
优选地，S2中降低后的驱动电压，取最小下界到最大上界之间的任意数值；最大上界对应的数值低于正常驱动阈值，且驱动电压为最大上界对应的数值时电极上的液滴没有电润湿反应；最小下界对应的数值与单片机的模数转化精度和相对误差相匹配。
优选地，S2中降低后的驱动电压是正常驱动阈值的一半。
优选地，根据单片机的模数转化精度和相对误差，来选择具有相应阻值范围的检测电阻。
与现有技术相比，本发明的液滴检测系统结构简单，若使用示例描述的各个电路芯片自主组装时，整体造价将低于130美元，成本低；系统整体尺寸和一台笔记本电脑相当，集成性、便携性好，且保留许多可以优化的空间；本发明的系统采用最新的电流阻抗法，保证精度和实时性；目前可检测的位点为100个，通过调整微流控芯片上的电极及其驱动电路上与门及固态继电器的数量，可以进一步增加位点。本发明提供的介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法，可在二维大规模介质电润湿数字微流芯片上实现任意位置，任意大小的一个或多个液滴的驱动及检测，具有集成化、自动化、便携化和高效化的优势。配合对检测结果的转化，能够将低驱动电压下测得的各项参数，相应转化成正常驱动电压下可以使用的参数。
附图说明
图1是液滴检测系统及其中控制信号流动的示意图；
图2是液滴检测系统的结构示意图；
图3a、图3b、图3c、图3d分别是三层PCB及个人电脑的示意图；
图4是微流控芯片的结构示意图；
图5是液滴检测结果转化方法的流程示意图；
图6-图11分别是检测系统测得的实验数据的示例；
图12是有关非正常驱动电压来由的示意图。
具体实施方式
配合参见图1～图4所示，本发明提供一种介质电润湿数字微流控芯片4的液滴检测系统，主要包含：介质电润湿数字微流控芯片(以下简称为微流控芯片4)、检测电阻2、电压跟随器3、乘法器5、低通滤波器6、单片机7、驱动电路、个人电脑18。
其中，个人电脑18向单片机7下发控制命令，单片机7控制驱动电路来对微流控芯片4上的液滴进行驱动。检测电阻2实时提取流过微流控芯片4的电流信号并将提取的信号送入电压跟随器3进行跟随。跟随后的信号分两路输入乘法器5，进行信号自乘。用低通滤波器6对乘法器5的输出进行低通滤波，在低通滤波器6的输出端可以得到直流信号。将此直流信号用单片机7采集，之后送至个人电脑18上进行后续处理。
所述的微流控芯片4，基于PCB塞孔基板制成，上面包含100个可被独立控制的电极，是进行介质电润湿数字微流实验的主要部件；电极阵列四周的通孔为引线区域，用来将独立电极与外部电路相连。示例地，微流控芯片4所在的PCB塞孔基板，依次用800目，1000目，2000目，5000目，7000目进行砂纸机械打磨；用去离子水清洗打磨后的PCB塞孔基板，烘干；铝膜的生长用PVD法(物理气相沉积)；光刻电极图形；旋涂SU-8作为介质层，自然冷却；旋涂Teflon(特氟龙)作为疏水层，自然冷却。
所述的检测电阻2，可用一滑动变阻器实现，用来提取流过微流控芯片4的电流信号。所述的电压跟随器3，用来匹配前后电路的阻抗，例如使用美国国家半导体公司公司的LM110J-8型芯片实现。所述的乘法器5，用来产生低频直流信号，例如使用亚德诺半导体公司的AD630型芯片实现。所述的低通滤波器6，用来滤除高频信号，例如使用德州仪器公司的UAF42型芯片实现。所述的单片机7，例如是Arduino ATmega2560型微控制板，用来发出驱动信号，接收低通滤波器6反馈的直流信号，与个人电脑18进行通信等。上述的微流控芯片4、检测电阻2、电压跟随器3、乘法器5、低通滤波器6、单片机7，被布置于同一个底板(第一PCB板8)上，该底板提供各部件间适当的信号通路，并设置有直流双电源模块1来供电。
所述的驱动电路，包含与门阵列15和固态继电器阵列10，受单片机7的控制对微流控芯片4上的液滴进行驱动。二输入与门及继电器的数量相对应，并与微流控芯片4上的电极数量相匹配。每个二输入与门的输出端通过一个限流电阻，和与之相对应的一个继电器的输入端相连。当继电器的输入为高电平时，继电器导通，在输出端将合适的驱动电压接到独立电极上，对该电极上的液滴进行驱动。
本例中采用25个与门芯片(如，飞利浦半导体公司的74HC08D型芯片，每片含4个二输入与门)，和100个固态继电器芯片(如，松下公司的AQH2223型芯片)。其中，在第二PCB板13上布置驱动电路的固态继电器阵列10，并为其设置了交流高压电源模块12、第一接插件模块9和第二接插件模块11。在第三PCB板17上布置驱动电路的与门阵列15，并为其设置了第三接插件模块14和第四接插件模块16。
所述的个人电脑18，通过运行相应的软件程序，向所述单片机7发出控制指令，接收该单片机7反馈的信息进行数据处理，提供人机交互界面等。安装了相应元件的第一PCB板8、第二PCB板13、第三PCB板17在纵向上有间隔地叠放，个人电脑18独立于这些PCB板另外设置。
其中，所述微流控芯片4的接口有两处，第一处通过第一PCB板8上对应微流芯片区域四周的排针和母座(图2的41处)，与第二PCB板13上驱动电路的固态继电器阵列10电性连接；第二处是将该微流控芯片4的上极板，用引线42与检测电阻2电性连接。个人电脑18与单片机7双向交流，单片机7通过第三接插件模块14对与门阵列15单向控制，第四接插件模块16电性连接第一接插件模块9，使与门阵列15得以对固态继电器阵列10单向控制，后者通过第二接插件模块11对微流控芯片4电性连接并单向控制。
本发明提供的基于介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测方法中，一部分涉及液滴的检测电路，通过串口接收单片机回传的信息，以数字打印的方式在个人电脑18的屏幕上显示，对液滴大小等信息做出表征(示例中使用Arduino开发套件中自带的软件实现，但不限于此)。另一部分涉及对液滴路径的自动规划，结合液滴检测电路和驱动电路使用，本例中采用的自动规划算法，是寻径算法—Lee算法，也叫棱形算法，只需要指定起始位置和终点位置以及规划的范围就可以找出路径，向驱动电路提供对该路径上相应电极进行控制的指令。
为了检测数据，个人电脑上的软件会将编码好的程序通过USB转串口的数据线下载到单片机中。驱动电路和检测电路随后同时启动，每驱动一次就检测一次。对芯片上的100个电极逐一施加驱动信号，得到100个对应的检测值。
具体的信息交流，硬件控制流程如下：
A1、在个人电脑上的软件界面点击Upload按钮，软件向单片机下载程序，令单片机分别调节10路行信号(即10个数字引脚)和10路列信号(即10个数字引脚)，比如先让第1路行信号(即第一个行数字引脚)置为高电平，其余路行信号置为低电平，列信号从第1路开始，置为高电平10ms后再恢复到低电平(注意所有数字引脚初始状态皆为低电平)，然后开始第2路列信号…第10路列信号，至此，关于第1路行信号的列信号变换完成；然后开始第2路行信号的列信号变换，方法同第1路行信号的…直到第10路行信号的列信号变换完成。
A2、单片机的行列数字引脚直接接至与门阵列的输入端，每次行列信号变化，都会影响到与门阵列的输出端的电位高低；与门阵列有100个输出信号，每个输出信号通过一个限流电阻接一个固态继电器的输入端。固态继电器的输入端为高电平时，输出端的电路就会导通，交流高压驱动电源就会接到对应的数字微流控芯片的下电极上。反之，当它的输入端为低电平时，输出端的电路就会关闭，交流高压驱动电源和数字微流控芯片下极板之间的通路就会断开(下文的表1提供一个具体的示例)。
表1
单片机的10路行信号(R0-R9)，10路列信号(C0-C9)经过与门阵列得到100路输出。表1为第3路行信号R2和第6路列信号C5置为高电平时，与门阵列的输出情况。这种情况下，只有编号为25的固态继电器会导通，也只有数字微流控芯片上编号为25的下极板电极会被接上交流高压驱动电源。
A3、驱动系统每10ms换一个电极加电，检测系统每10ms检测一次，即对流过数字微流控芯片的电流每10ms用检测电阻提取一次。驱动电路和检测电路密切配合，一个电极正好被检测一回；检测电阻将电流信号转化为电压信号送入电压跟随器进行跟随；将电压跟随器的输出分两路送入乘法器进行信号自乘；对乘法器的输出进行低通滤波。
A4、由单片机的模数转换器对低通滤波器的直流输出进行采集，采集到的数据通过USB转串口的数据线直接被发送至自带软件的串口调试界面；100个电极的检测值收集完成后，通过归一化等数据处理方式，即可得到诸如图6-图11示例对应的数据。
图7是在整个芯片的八个不同区域对不同尺寸液滴的测量结果。共有八组结果，每组都是在一个区域以一个电极为中心滴加了一个液滴；图6中是以芯片上编号42的电极为中心的实物拍摄图。图7的横坐标为液滴占电极的面积百分比，纵坐标为转化后的检测值；图8是从图7中提取出来的以42号电极为中心的液滴的检测结果；图9是在以46号电极为中心的电极上滴加了一个液滴，检测在46号电极上加不同峰峰值，同一频率的交流高压驱动电源时的情况。横坐标为交流高压驱动电源的不同峰峰值，纵坐标为转化后的检测值。图7说明该检测系统可以在二维数字电润湿微流控芯片上检测任意位置，任意大小的液滴；图9说明该系统为线性系统，检测值与交流高压驱动电源的峰峰值成线性关系，这论证了下文所述介质电润湿数字微流芯片的非正常驱动电压的检测结果转化方法的可行性。
图10分别是芯片上没有液滴a1，有一个小液滴(所占面积小于电极的面积)a2，同时有两个小液滴a3，同时有三个小液滴a4，有一个大液滴(所占面积大于电极的面积)但被击穿(有气泡产生)a5，有一个大液滴但没有被击穿a6，同时有两大液滴a7，同时有四个大液滴a8和同时有七个大液滴a9时的芯片实物照。图11的b1-b9是与a1-a9对应的全片扫描结果(经过归一化处理)，每根柱子的高低都代表一个电极的检测值的大小，其中镂空的柱子即对应有液滴的位置。图10、图11说明即使有多个液滴同时存在于二维数字电润湿微流控芯片上，该检测系统也能正常工作。
在系统搭建完成后，首先需要对系统进行标定；标定过程的相关参数可通过套件自带软件测得，但不限于此。如图5所示，本发明提供一种对液滴检测结果的转化方法，在检测系统的标定过程中，为了快速获得不同位点对不同尺寸液滴的检测结果以及检测灵敏度，特将驱动电压的值降到正常驱动阈值(该阈值对应于系统正常使用时的驱动电压)以下。
查阅相关资料可知，当忽略检测电阻的分压作用时，系统测量的值(与单片机回传的值等价)受检测电阻值与驱动电压值的积影响。也就是说，如果其他条件不变，当检测电阻值与驱动电压值的积恒定，系统测量的值就不变，如公式(1)：
Vm＝itotRd
＝kxliqRdVin+bRdVin
Vm为系统测量的值(与单片机回传的值等价)，
itot为流过介质电润湿数字微流控芯片的电流值，
Rd为检测电阻值，
Vin为驱动电压值，
xliq为液滴占电极的面积百分比，
k和b为常数。
转化标定的过程就是依据这个原理进行的。标定开始后，先将驱动电压降到正常驱动阈值以下。之后开始各项参数的测定，可以对不同位置/不同尺寸大小的液滴进行测量。各项参数测量完成后找一个100％被液滴覆盖的电极，对该电极加电记录单片机回传的值data1。再将驱动电压恢复至正常。然后边调节检测电阻的阻值大小边观察单片机回传的值。当回传的值再次等于data1时，系统标定完成。这样之前在低驱动电压下测得的各项参数就能够相应转化成正常驱动电压下可以使用的参数。
标定时所测得的参数都是表征该芯片性能的参数。比如图7、图8和图11中的数据都是在低于驱动阈值电压下测得的。通过基于介质电润湿的数字微流控芯片对液滴进行操控，液滴的各项行为正常那么该芯片就可以使用。又比如图10中a7和其在图11中的对应检测结果b7，虽然检测结果b7是在低于驱动阈值电压下测得的，但只要经过转化就可以在正常驱动电压下使用。换句话说，因为转化而改变的硬件系统对a7在理想情况下也可以测得和b7一样的结果。但因为现实情况不理想，标定过程中需要的数据(如b7)只能在低于驱动阈值电压下测取。因为如果驱动电压高于阈值(比如正常驱动电压)，则电润湿效应的存在会使得测得的结果不准确(液滴会扭曲，移动，如图12右侧电极q上的液滴所示)，不能准确反应芯片上液滴的初始状态(左侧电极q上无扭曲的液滴)。
以图10中a7和其在图11中的对应检测结果b7为例，说明检测结果的转化过程：
S1、在芯片上任意位置加一个大液滴，观察发现，当驱动电压为200Vpp时，液滴可在相邻电极之间移动，设200Vpp为本例的正常驱动阈值；
S2、去除S1步中的液滴，将驱动电压降至100Vpp，按照a7的方式重新加液滴，用检测系统测得对应b7的原始数据；
S3、将驱动电压恢复至200Vpp，加在a7中00电极上(左上角)，该电极位置液滴的覆盖面积为100％(即整个电极都被液滴覆盖)，逐渐减小检测电阻的值(滑动变阻器)，观察个人电脑上串口调试界面的单片机回传的检测值。
S4、当该检测值等于b7中00号立柱对应的高度值时，停止调整检测电阻，完成转化；
S5、则在驱动电压为200Vpp时，就可以直接利用S2步的b7原始数据来设计下步实验方案。
对比转化前后可以看出，数据方面，在驱动电压为100Vpp时测得的各种数据、参数(b7)可以直接在驱动电压为200Vpp时使用，即数据前后没有发生任何变动；硬件方面，除了两次的驱动电压值不同，其他方面仅仅改变了检测电阻的值，而改变后的检测电阻的值对下步实验方案没有任何影响。
所述的介质电润湿技术，是在给液滴下方的电极加电时，液滴会发生电润湿现象，即液滴和界面的接触角变小(可以看作液滴趴下了)。如果液滴横跨在相邻两个电极之间，那么先后给这两个电极加电，液滴就会在这两个电极之间侧向运动(可参照图12来理解)。
在基于电润湿效应的数字微流控芯片上，液滴运动所需的正常驱动电压受很多制作工艺因素影响，可以毫不夸张地说每个芯片都有一个特定的正常驱动阈值，以2μm SU-8作为介质层，200nm Teflon作为疏水层为例，此类芯片正常的驱动电压在70-80Vrms(以硅、玻璃或者打磨后的PCB板为衬底材料)。如果电极上的电压值大于或者等于正常驱动阈值，那么液滴就会发生扭曲和移动(如图12右侧)，导致测得的液滴尺寸(如图12中虚线描出的区域)与检测电压的关系不准确。所以在使用本发明的检测系统之前，要针对每个微流控芯片进行标定。
此外，标定时驱动电压低于正常驱动阈值的具体数值，不是一个定值，需针对各个微流控芯片具体设定。一般设定驱动电压下降的数值或下降的比例，需要参考两个原则：一.必须降到正常驱动阈值以下，不能使电极上的液滴有任何电润湿反应(最大上界)；二.不能降的太低，要考虑单片机的模数转化精度和相对误差。以5V，10位ADC为例(0-1024)，测得的数值应该在30-50之间或以上为宜(最小下界)。在最小下界和最大上界之间都可以选择。通常为了调整方便，在测得正常驱动电压值后，会将电压值降到正常驱动电压值的一半，比如上例中正常驱动阈值200Vpp的一半100Vpp。
需要额外说明的一点，检测值不仅受驱动电压大小的影响，还受检测电阻值的影响，即Vdetect＝f(Vdrive,Rdetect)。Rdetect的选择也是在标定的过程中决定的。相对于特定的正常驱动阈值，Rdetect选择的原则就是要留够检测空间，使得即使有多个液滴存在时(芯片上液滴越多，检测结果越大)，检测结果依然在可检测范围内，比如没有超过1024。
综上所述，本发明提供的介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法，可在二维大规模介质电润湿数字微流芯片上实现任意位置，任意大小的一个或多个液滴的驱动及检测，具有集成化、自动化、便携化和高效化的优势。配合对检测结果的转化，能够将低驱动电压下测得的各项参数，相应转化成正常驱动电压下可以使用的参数。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统，其特征在于，包含：
介质电润湿数字式微流控芯片，具有可独立控制的多个电极；
驱动电路，向微流控芯片提供对电极上的液滴进行驱动的驱动电压；
检测电阻，提取流过微流控芯片的电流信号；
电压跟随器，进行阻抗匹配，对所述检测电阻提取出的电流信号进行跟随；
乘法器，将跟随后的信号分为两路作为输入进行信号自乘；
低通滤波器，对所述乘法器的输出信号进行低通滤波得到直流信号；
单片机，向驱动电路提供驱动信号，及采集低通滤波器输出的直流信号；
个人电脑，向单片机发送控制命令，及接收单片机反馈的信号进行处理。
2.如权利要求1所述的液滴检测系统，其特征在于，
所述驱动电路包含与门阵列、固态继电器阵列；
与门阵列包含的与门的数量，与固态继电器阵列包含的继电器的数量相同，并且与微流控芯片上电极的数量相匹配；
所述单片机对所述与门阵列的与门进行单向控制，所述与门阵列的与门对所述固态继电器阵列相应的继电器进行单向控制，所述固态继电器阵列的继电器对所述微流控芯片上相应的电极进行单向控制。
3.如权利要求2所述的液滴检测系统，其特征在于，
纵向有间隔地设置有三个PCB板，其中：
所述微流控芯片、检测电阻、电压跟随器、乘法器、低通滤波器、单片机，设置在上层的第一PCB板上；
所述驱动电路的固态继电器阵列，设置在中层的第二PCB板上；
所述驱动电路的与门阵列，设置在下层的第三PCB板上。
4.如权利要求3所述的液滴检测系统，其特征在于，
设置在PCB塞孔基板上的微流控芯片，通过第一PCB板上对应微流控芯片四周所设的排针和母座与第二PCB板上的固态继电器阵列连接，还通过该微流控芯片的上极板设置的引线与检测电阻连接；所述检测电阻是滑动变阻器。
5.一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测方法，其特征在于，设置权利要求1-4中任意一项所述的液滴检测系统；
通过个人电脑向单片机下发控制命令，由单片机控制驱动电路来对介质电润湿数字式微流控芯片上的每个电极依次提供驱动电压，对微流控芯片上的液滴进行驱动；
每换一个电极加电，检测电阻就对流过微流控芯片的电流信号实时提取一次，并送入电压跟随器进行跟随；跟随后的信号分两路输入乘法器进行信号自乘；低通滤波器对乘法器输出的信号进行低通滤波，在低通滤波器的输出端得到直流信号；
单片机对低通滤波器输出的直流信号进行采集，并送至个人电脑处理，以显示与液滴状态相关的信息。
6.如权利要求5所述的液滴检测方法，其特征在于，
对微流控芯片的电极上的液滴进行的驱动，包含个人电脑基于Lee算法对液滴移动的路径进行自动规划，并通过单片机控制驱动电路来向该路径对应的电极依次提供相匹配的驱动电压，使液滴沿规划的路径移动。
7.如权利要求5所述的液滴检测方法，其特征在于，进一步包含对液滴检测的结果进行转化的以下标定过程：
S1、设定正常驱动阈值为能用以驱使微流控芯片上任意位置的一个第一液滴在相邻电极之间移动时所施加的驱动电压；
S2、去除第一液滴，将驱动电压降至正常驱动阈值以下；
S3、对微流控芯片上任意位置、任意尺寸的一个或多个待测液滴，进行与待测液滴状态相关的参数测定，获得原始参数；
S4、对微流控芯片上任意一个100％被待测液滴覆盖的电极加电，并记录单片机反馈给个人电脑的值data1；
S5、将驱动电压恢复至正常驱动阈值，调整检测电阻的阻值的同时观察单片机反馈给个人电脑的值data2；当反馈的值data2等于data1时，停止调整检测电阻，完成标定，将待测液滴的原始参数作为与正常驱动阈值对应的检测结果。
8.如权利要求7所述的液滴检测方法，其特征在于，
S2中降低后的驱动电压，取最小下界到最大上界之间的任意数值；
最大上界对应的数值低于正常驱动阈值，且驱动电压为最大上界对应的数值时电极上的液滴没有电润湿反应；
最小下界对应的数值与单片机的模数转化精度和相对误差相匹配。
9.如权利要求7所述的液滴检测方法，其特征在于，
S2中降低后的驱动电压是正常驱动阈值的一半。
10.如权利要求7-9中任意一项所述的液滴检测方法，其特征在于，
根据单片机的模数转化精度和相对误差，来选择具有相应阻值范围的检测电阻。
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