CN115007229B - 带像素电极标记的数字微流控芯片及全局图像拼接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带像素电极标记的数字微流控芯片及全局图像拼接方法，通过在芯片中增设用于对芯片上每个像素电极阵列区域进行定位区分的拼图标记层，并以拼图标记层上与像素电极阵列区域具有位置对应关系且尺寸小于或等于对应像素电极阵列区域的区域为标记单位对对应的像素电极阵列区域在透明电极层上的所处位置进行标记，由此而拍摄的像素电极阵列区域图像上能够清晰显示表征所拍摄的像素电极阵列区域的所处位置的标记物，根据该标记物的位置指引，能够快速且高质量的完成针对同个数字微流控芯片拍摄的多张像素电极阵列区域图像的全局图拼接，利于后续对实验结果作更精准的全局分析。

Description

带像素电极标记的数字微流控芯片及全局图像拼接方法
技术领域
本发明涉及数字微流控芯片技术领域，具体涉及一种带像素电极标记的数字微流控芯片及全局图像拼接方法。
背景技术
数字微流控(Digital microfluidics，MDF)是一种强大的新兴技术，它利用微升至纳升范围内的液滴精准操作来实现复杂的实验室分析。通过在一系列步骤中以一系列层次组合并重复多次操作，得以实现复杂的实验程序。使用数字微流控芯片进行实验、在显微镜下分析结果后，往往需要生成全局实验图像，以便对实验结果作更精准地分析。但是，绝大部分的数字微流控芯片的有效区域为像素电极阵列，用显微镜观测的图像中的像素电极无差别，肉眼无法区分不同图像间同个区域位置的像素电极，因此无法分析两张图片的相同区域位置的重叠量。由于无法准确区分不同图片间的重叠区域，因此也就无法快速、精准地将多张像素电极区域图像拼接为全局图像，进而无法对实验结果作更为精准地的全局分析。
发明内容
本发明以实现对多张像素电极区域图像的快速、高质量拼接，以便根据全局图对实验结果作更精准地分析为目的，提供了一种带像素电极标记的数字微流控芯片及全局图像拼接方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种带像素电极标记的数字微流控芯片，包括拼图标记层，所述拼图标记层生长在所述数字微流控芯片的基板玻璃与透明电极层之间，所述拼图标记层中设置有至少一个用于区分所述透明电极层上的不同像素电极阵列区域的所处位置的标记物。
作为优选，对于尺寸为m行n列的所述像素电极阵列区域，以尺寸为a行b列像素且与所述像素电极阵列区域具有上下位置对应关系的区域为标记单位区域进行拼图标记，其中，m＞a且m＞b，n＞a且n＞b。
作为优选，a＝b。
作为优选，所述标记物被标记在a行b列的标记单位区域中的任意一个或多个像素位置处。
作为优选，所述标记物的形状包括三角形、五角星或者其他任意形状，标记在所述拼图标记层中的同个或不同标记单位区域中的各所述标记物的形状相同或不同。
作为优选，所述数字微流控芯片包括由下至上设置于所述基板玻璃与所述透明电极层之间的第一金属层和第二金属层，所述拼图标记层设置在所述第一金属层中。
作为优选，所述数字微流控芯片包括由下至上设置于所述基板玻璃与所述透明电极层之间的第一金属层和第二金属层，所述拼图标记层设置在所述第二金属层中。
本发明还提供了一种数字微流控芯片的像素电极阵列区域全局图像拼接方法，所述方法包括步骤：
S1，实验过程中，对所述的数字微流控芯片上带标记物每个像素电极阵列区域进行图像拍摄；
S2，根据拍得的每张像素电极阵列区域图像中的所述标记物指代的像素电极阵列区域在芯片透明电极层中的所处位置，将每张所述像素电极阵列区域图像拼接为所述透明电极层的全局图像。
本发明通过在数字微流控芯片中增设用于对芯片上每个像素电极阵列区域进行定位区分的拼图标记层，并以拼图标记层上与像素电极阵列区域具有位置对应关系且尺寸小于或等于对应像素电极阵列区域的区域为标记单位对对应的像素电极阵列区域在透明电极层的所处位置进行标记，由此而拍摄的像素电极阵列区域图像上能够清晰显示表征所拍摄的像素电极阵列区域的所处位置的标记物，根据该标记物的位置指引，能够快速且高质量的完成针对同个数字微流控芯片拍摄的多张像素电极阵列区域图像的全局图拼接，利于后续对实验结果作更精准的全局分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是数字微流控芯片上的像素电极的示意图；
图2是透明电极生长在数字微流控芯片的基板玻璃上的示意图；
图3是像素电极阵列区域的示意图；
图4是带有标记物的像素电极阵列区域的示意图；
图5是生长有拼图标记层的数字微流控芯片的截面图；
图6是本发明一实施例提供的数字微流控芯片的像素电极阵列区域全局图像拼接方法的实现步骤图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例中，如图5所示，带像素电极标记的数字微流控芯片包括拼图标记层514，所述拼图标记层514生长在所述数字微流控芯片的基板玻璃513与透明电极层507之间，所述拼图标记层514中设置有至少一个用于区分所述透明电极层507上的不同像素电极阵列区域的所处位置的标记物。
本实施例中，所述数字微流控芯片包括由下至上设置于所述基板玻璃513与所述透明电极层507之间的第一金属层512和第二金属层509，拼图标记层514设置在数字微流控芯片的第一金属层512中，即拼图标记层514与第一金属层512处于同一层，具体是指在基板玻璃513上制备第一金属层512时同步将拼图标记层514制作出来，简化了拼图标记层514的制备工艺。其中，第一金属层512和第二金属层509的制备方法为本领域常规技术，具体不再赘述。
如图2所示，生长在基板玻璃201的上方的透明电极层202中具有若干个如图3所示的尺寸为m行n列像素的像素电极阵列区域，假设m＝n＝8，为了表征出该像素电极阵列区域在透明电极层202的所处位置，本申请通过在拼图标记层中设置一个与该像素电极阵列区域具有像素位置对应关系的标记单位区域，并在该标记单位区域中标上标记物，进行像素电极阵列区域图像拍摄时，只要将具有位置对应关系的该像素电极阵列与标记有标记物的该标记单位区域一同拍摄进入，即可在所拍的图像中识别出该像素电极阵列区域在透明电极层202中的所处位置。但是m行n列之外的像素电极归属于其他像素电极阵列区域，因此与某个像素电极阵列区域具有上下位置对应关系的标记单位区域的尺寸不可大于m行n列，否则在图像中便难以区分每个标记单位区域的标记对象。所以，优选地，本申请中，对于尺寸为m行n列像素的像素电极阵列区域，以尺寸为a行b列像素且与该像素电极阵列区域具有上下位置对应关系的区域为标记单位区域进行拼图标记。作为优选，a＝b，例如m＝n＝8时，可以选择a＝b＝5，即以图4中所示的标记单位区域400对图3所示的尺寸为8×8像素的像素电极阵列区域进行位置标记。
本申请中，图4中的标记物401的形状可以是三角形、五角星或其他任意形状，标记在拼图标记层中的同个或不同标记单位区域中的各标记物的形状可相同可不相同。也可以在每个标记单位区域中的每个像素位置单独标记上标记物，也可仅在一个或多个像素位置处标记上标记物，只要能够表征出对应的像素电极阵列区域在透明电极层上的所处位置即可。
另外需要说明的是，图5中的附图标记“501”表示芯片上盖玻璃，“502”表示透明导电薄膜，材质为ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)等，“503”“505”表示疏水涂层，材质为Teflon(特氟龙)或Cytop(perfluoro(1-butenyl vinyl ether)polymer)，“504”表示液滴，“506”表示第三绝缘层，材质为氮化硅、氧化硅、聚酰亚胺、三氧化二铝等，“511”为第一绝缘层，材质为氮化硅、氧化硅等，“515”为薄膜晶体管。
另外，透明电极层中的像素电极的结构请参见图1中的附图标记“101”。
本发明还提供了一种数字微流控芯片的像素电极阵列区域全局图像拼接方法，如图6所示，包括步骤：
S1，实验过程中，对本实施例中提供的数字微流控芯片上带标记物的每个像素电极阵列区域进行图像拍摄；
S2，根据拍得的每张像素电极阵列区域图像中的标记物指代的像素电极阵列区域在芯片透明电极层中的所处位置，将每张像素电极阵列区域图像拼接为透明电极层的全局图像。拼得该图像后，后续可根据该全局图像对实验结果作进一步的分析。
实施例2
本实施例与上述实施例1基本相同，区别在于拼图标记层514所处的位置(可参考图5，其中附图标记沿用实施例1中相同部件名称的标记)。具体地，所述数字微流控芯片包括由下至上设置于所述基板玻璃513与所述透明电极层507之间的第一金属层512和第二金属层509，所述拼图标记层514设置在所述第二金属层509中，即拼图标记层514与第二金属层509处于同一层，具体是指在第一绝缘层511上制备第二金属层509时同步将拼图标记层514制作出来，简化了拼图标记层514的制备工艺。其中，第一金属层512和第二金属层509的制备方法为本领域常规技术，具体不再赘述。
本实施例中的数字微流控芯片的像素电极阵列区域全局图像拼接方法与上述实施例1完全相同，具体不再赘述。
需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (7)

1.一种带像素电极标记的数字微流控芯片，其特征在于，包括拼图标记层，所述拼图标记层生长在所述数字微流控芯片的基板玻璃与透明电极层之间，所述拼图标记层中设置有至少一个用于区分所述透明电极层上的不同像素电极阵列区域的所处位置的标记物；
所述数字微流控芯片包括由下至上设置于所述基板玻璃与所述透明电极层之间的第一金属层和第二金属层，所述拼图标记层设置在所述第一金属层中。
2.一种带像素电极标记的数字微流控芯片，其特征在于，包括拼图标记层，所述拼图标记层生长在所述数字微流控芯片的基板玻璃与透明电极层之间，所述拼图标记层中设置有至少一个用于区分所述透明电极层上的不同像素电极阵列区域的所处位置的标记物；
所述数字微流控芯片包括由下至上设置于所述基板玻璃与所述透明电极层之间的第一金属层和第二金属层，所述拼图标记层设置在所述第二金属层中。
3.根据权利要求1所述的带像素电极标记的数字微流控芯片，其特征在于，对于尺寸为m行n列的所述像素电极阵列区域，以尺寸为a行b列像素且与所述像素电极阵列区域具有上下位置对应关系的区域为标记单位区域进行拼图标记，其中，m＞a且m＞b，n＞a且n＞b。
4.根据权利要求3所述的带像素电极标记的数字微流控芯片，其特征在于，a＝b。
5.根据权利要求3或4所述的带像素电极标记的数字微流控芯片，其特征在于，所述标记物被标记在a行b列的标记单位区域中的任意一个或多个像素位置处。
6.根据权利要求1所述的带像素电极标记的数字微流控芯片，其特征在于，所述标记物的形状包括三角形、五角星，标记在所述拼图标记层中的同个或不同标记单位区域中的各所述标记物的形状相同或不同。
7.一种数字微流控芯片的像素电极阵列区域全局图像拼接方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1，实验过程中，对如权利要求1-6任意一项所述的数字微流控芯片上带标记物的每个像素电极阵列区域进行图像拍摄；
S2，根据拍得的每张像素电极阵列区域图像中的所述标记物指代的所述像素电极阵列区域在芯片透明电极层中的所处位置，将每张所述像素电极阵列区域图像拼接为所述透明电极层的全局图像。
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