TWI468686B - 微流體操控裝置及其運作方法 - Google Patents

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Description

微流體操控裝置及其運作方法
本發明係與微流體操控有關，特別是關於一種能夠透過光圖樣(optical pattern)之位置改變來調整在光導材料層上所形成之各虛擬電極的排列及成形比例，藉以操控微流體於流道中的運動狀態之微流體操控裝置及其運作方法。
近年來，隨著生物科技不斷地進步與蓬勃發展，生化檢測領域之重要性亦日益提升，因此，市面上亦出現了相當多與生化檢測相關的各種儀器。舉例而言，採用微流體系統的各種生醫晶片可廣泛地應用於不同的用途上，例如：擷取罕見種類之細胞、藥物試劑的混合或微小粒子的操控等。
在目前常見的生醫晶片所採用的微流體系統中，所有的電滲透流(Electro-Osmotic Flow,EOF)係透過各種不同尺寸大小的電極之設置來控制微流體的流動方向。然而，當使用者實際運用該些生醫晶片時所遭遇最大的困擾在於：在外加電壓的頻率固定之前提下，微流體的流動方向並無法改變，因而導致使用者難以自由調整或改變微流體的流動方向，故操控微流體的方便性及靈活度便會受到相當嚴重的限制。除非使用者能夠一直去改變各種尺寸之電極的位置或持續改變外加電壓及其頻率，才能使得微流體之流動方向較為容易被操控，但實際上這些作法並不可行，反而會造成使用者更加不便，甚至其他不良的影響。
因此，本發明提出一種微流體操控裝置及其運作方法，以解決上述問題。
本發明之一範疇在於提出一種微流體操控裝置。有別於傳統的微流體操控裝置所採用之電滲透流(Electro-Osmotic Flow,EOF)機制，該微流體操控裝置係採用光電滲透流(Opto-Electro-Osmotic Flow,OEOF)機制，透過光圖樣(optical pattern)之位置改變來調整在光導材料層上所形成之各虛擬電極之排列與成形比例，藉以操控微流體的運動狀態。
根據本發明之第一具體實施例為一種微流體操控裝置。於此實施例中，微流體操控裝置包含交流電源、光導材料層及流道。交流電源包含正極及負極。光導材料層包含第一電極、第二電極及第三電極，其中第二電極及第三電極係位於第一電極的兩側，第一電極耦接交流電源之正極，第二電極及第三電極耦接交流電源之負極。第一電極與第三電極的間距、第一電極的寬度、第一電極與第二電極的間距及第二電極的寬度之間的電極寬度比例為1：5：1：3。當具有特定光圖樣之光線射向光導材料層時，光導材料層根據特定光圖樣形成至少二虛擬電極。至少二虛擬電極包含第一虛擬電極及第二虛擬電極。第一虛擬電極與第二虛擬電極分別吸引具有相反極性之第一電荷及第二電荷，第一虛擬電極的寬度、第一虛擬電極與第二虛擬電極的間距及第二虛擬電極的寬度之間的比例為5：1：1。交流電源提供第一交流電壓時，於流道內之微流體係往第一方向流動，第一電荷係對齊第一虛擬電極及第一電極，第二電荷係對齊第二虛擬電極以及第三電極之靠近第一電極的一端；當交流電源改變為提供第二交流電壓時，於流道內之微流體亦改往與第一方向相反之第二方向流動，第一電荷仍對齊第一虛擬電極及第一電極，第二電荷則改為對齊第二虛擬電極以及第二電極之靠近第一 電極的一端。
於實際應用中，當特定光圖樣發生一變化時，至少二虛擬電極亦隨該變化改變而產生一電滲透力，藉以操控於流道內之微流體的運動狀態，電滲透力於微流體中分別產生一第一光電滲透流及一第二光電滲透流分別往彼此相反的第一方向及第二方向流動，致使第一光電滲透流及第二光電滲透流之間形成一微流體漩渦。電滲透力亦於微流體中產生一第三光電滲透流，並且第一光電滲透流與第三光電滲透流分別位於第二光電滲透流之兩側，第三光電滲透流係往第一方向流動，致使第二光電滲透流及第三光電滲透流之間亦會形成另一微流體漩渦，微流體漩渦與另一微流體漩渦其中之一為順時針旋轉，另一則為逆時針旋轉。光導材料層係由電阻值隨光變化之物質構成，光導材料層可為電荷產生層材料TiOPc(Titanium Oxide Phthalocyanine)、非晶矽(amorphous silicon,a-Si)或聚合物(polymer)。
於此實施例中，於不改變電壓及頻率的條件下，微流體操控裝置操控該微流體中之粒子的運動方向或旋轉方向，致使該微流體形成趨動、混合、集中、分離及漩渦之運動狀態。
根據本發明之第二具體實施例為一種微流體操控裝置運作方法。於此實施例中，該微流體操縱裝置運作方法係應用於一微流體操縱裝置，該微流體操縱裝置包含一交流電源、一流道及一光導材料層。交流電源包含一正極及一負極，光導材料層包含一第一電極、一第二電極及一第三電極，其中第二電極及第三電極係位於第一電極的兩側，第一電極耦接交流電源之正極，第二電極及第三電極耦接交流電源之負極，第一電極與第三電極的間距、第一電極的寬度、第一電極與第二電極的間距及第二電極的寬度之間的電極寬度比 例為1：5：1：3。
該微流體操縱裝置運作方法包含下列步驟：(a)當具有一特定光圖樣之一光線射向該光導材料層時，該光導材料層根據該特定光圖樣形成至少二虛擬電極，其中至少二虛擬電極包含第一虛擬電極及第二虛擬電極，第一虛擬電極與第二虛擬電極分別吸引具有相反極性之第一電荷及第二電荷，第一虛擬電極的寬度、第一虛擬電極與第二虛擬電極的間距及第二虛擬電極的寬度之間的比例為5：1：1；(b)當交流電源提供第一交流電壓時，於流道內之微流體係往第一方向流動，第一電荷係對齊第一虛擬電極及第一電極，第二電荷係對齊第二虛擬電極以及第三電極之靠近第一電極的一端；(c)當交流電源改變為提供第二交流電壓時，於流道內之微流體亦改往與第一方向相反之第二方向流動，第一電荷仍對齊第一虛擬電極及第一電極，第二電荷則改為對齊第二虛擬電極以及第二電極之靠近第一電極的一端。
相較於先前技術中傳統的微流體操控裝置所採用之電滲透流(EOF)機制，根據本發明之微流體操控裝置及其運作方法係採用光電滲透流(OEOF)的機制，在不改變電壓及頻率的條件下，透過光圖樣(optical pattern)之位置改變來調整在光導材料層上所形成之各虛擬電極的排列及成形比例，藉以操控微流體的各種運動狀態。
藉此，根據本發明之微流體操控裝置及其運作方法能夠有效提升使用者在操縱上的方便性及靈活性，不必麻煩地去改變各種尺寸之電極的位置或持續改變外加電壓及其頻率，故可廣泛地應用於各種微流體系統中，例如生醫晶片、藥物試劑混合、細胞或微小粒子操縱等，極具有市場潛力及未來發展性。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之第一具體實施例為一種微流體操控裝置。於此實施例中，該微流體操控裝置係用以操控一微流體之一運動狀態。實際上，該微流體可以是任何種類或型式的生物檢體或化學檢體，並無特定之限制。請參照圖一，圖一係繪示該微流體操控裝置之外觀示意圖。
如圖一所示，微流體操控裝置1包含光導材料層11。實際上，光導材料層11係由電阻值隨光變化之物質構成，舉例而言，光導材料層11可以是電荷產生層材料TiOPc(Titanium Oxide Phthalocyanine)、非晶矽(amorphous silicon,a-Si)或聚合物(polymer)，但不以此為限。
於此實施例中，光導材料層11包含正電極及負電極，例如帶正電的銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)電極13以及帶負電的銦錫氧化物(ITO)電極14。其中，銦錫氧化物電極13係與交流電源15之正極耦接，銦錫氧化物電極14係與交流電源15之負極耦接。如圖二所示，銦錫氧化物電極14與兩側的銦錫氧化物電極13之間距分別為G1及G2，並且銦錫氧化物電極14與銦錫氧化物電極13之寬度分別為W1及W2。實際上，G1：W1：G2：W2可以是1：5：1：3，光導材料層11所包含的正電極及負電極亦可以是金屬電極，只要改從晶片上方打光即可，但不以此為限。
接著，回到圖一，當具有特定光圖樣12之光線射向光導材料層11時，光導材料層11將會根據特定光圖樣12形成虛擬正電極110以及虛擬負電極112。其中，虛擬正電極 110與虛擬負電極112之寬度比為1：5，並且虛擬負電極112與兩側的虛擬正電極110之間距比為1：3。
於實際應用中，具有特定光圖樣12之光線可以由任何型式的光源發射裝置所發射出，例如傳統的燈泡、螢光燈或發光二極體(LED)等，並且該等光源發射裝置之數目及其設置的位置均可視實際需求而定，並無特定之限制。此外，特定光圖樣12的樣式亦可視實際需求而定。
請參照圖三A，圖三A係繪示具有特定光圖樣12之光線射向微流體操控裝置1之光導材料層11的側面示意圖。如圖三A所示，由於光導材料層11上形成了虛擬正電極110與虛擬負電極112而產生光電驅動效果，導致於光導材料層11上方流道16內流動的微流體將會由左向右地流動，並且在流道16中之某些地方產生順時針方向轉動之漩渦狀流動。於實際應用中，該光電驅動效果可以是電泳(electrophoresis,EP)機制、介電泳(dielectrophoresis,DEP)機制或其他任何透過電極提供電場及/或磁場變化之機制。
所謂的「電泳機制」之定義是：帶電顆粒在電場作用下，朝向與其電性相反的電極移動。舉例而言，在電場作用下，正電荷將會朝向負電極移動而負電荷則會朝向正電極移動。至於「介電泳機制」則是指粒子受到不均勻電場作用而產生移動之現象。當粒子於不均勻電場中受到極化時，由於受到不對稱之電場吸引力，因而粒子將會朝向電場強或弱之方向移動。實際上，介電泳機制可用以操控任何帶電或不帶電之粒子，例如細胞、細菌、蛋白質、DNA或奈米碳管等微小物質。
由圖三A可知：第一虛擬電極(虛擬負電極112)與第二 虛擬電極(虛擬正電極110)分別吸引具有相反極性之第一電荷(正電荷+)及第二電荷(負電荷-)，並且第一虛擬電極(虛擬負電極112)的寬度、第一虛擬電極(虛擬負電極112)與第二虛擬電極(虛擬正電極110)的間距以及第二虛擬電極(虛擬正電極110)的寬度之間的比例為5：1：1。
假設圖三A中之交流電源AC係提供第一交流電壓，此時，於流道16內之微流體係往第一方向(由左向右)流動，第一電荷(正電荷+)係對齊第一虛擬電極(虛擬負電極112)及第一電極14，第二電荷(負電荷-)係對齊第二虛擬電極(虛擬正電極110)以及第三電極13之靠近第一電極14的一端。
接著，請參照圖三B，圖三B係繪示由於圖三A中之特定光圖樣12已位移至特定光圖樣12'，導致光導材料層11上形成不同的虛擬電極之側面示意圖。如圖三B所示，由於特定光圖樣12'係由原來的特定光圖樣12向右位移而得，因而導致光導材料層11上所形成的虛擬電極排列方式亦與圖三A不同。假設圖三B中之交流電源AC改變為提供第二交流電壓時，於流道內之微流體亦改往與第一方向(由左向右)相反之第二方向(由右向左)流動，第一電荷(正電荷+)仍對齊第一虛擬電極(虛擬負電極112')及第一電極14，第二電荷(負電荷-)則改為對齊第二虛擬電極(虛擬正電極110')以及第二電極17之靠近第一電極14的一端。
根據圖三A與圖三B可知：當交流電源AC改變其提供之交流電壓時，流道內之微流體的流向亦會改變，第二電荷(負電荷-)亦會改變其對齊的虛擬電極及實體電極。藉此，使用者能夠輕易地自由調整或改變微流體的流動方向，以提升操控微流體的方便性及靈活度。
此時，由於圖三B中之虛擬負電極112'及虛擬正電極110'的排列方式與圖三A中之虛擬負電極112及虛擬正電極110的排列方式相反，因而導致於光導材料層11上方流道內流動的微流體將會受到光電驅動效果而由右向左地流動，並且在某些地方產生逆時針方向轉動之漩渦狀流動。同樣地，該光電驅動效果可以是電泳(EP)機制、介電泳(DEP)機制或其他任何透過電極提供電場及/或磁場變化之機制。
藉此，本發明即可採用光電滲透流機制，透過改變光圖樣之位置來調整在光導材料層上所形成之虛擬正電極及虛擬負電極的成形比例，於不改變電壓及頻率的條件下，操控微流體中之粒子的運動方向或旋轉方向，致使微流體形成各種不同的運動狀態。
接下來，將列舉數種採用上述光電滲透流機制操控微流體的運動狀態之不同範例。
首先，請參照圖四A及圖四B，圖四A及圖四B係繪示採用上述光電滲透流機制操控微流體的運動狀態之一範例。於此實施例中，使用者可透過兩個光電滲透流之反方向流動形成一微流體漩渦。如圖四A所示，當使用者以具有一光圖樣之光線照射光導材料層，導致左方的光電滲透流向下方流動且右方的光電滲透流向上方流動時，位於兩者中央的微流體將會產生逆時針旋轉的漩渦狀運動。
當使用者改變該光圖樣之位置(例如向右方位移)時，如圖四B所示，左方的光電滲透流將會轉而向上方流動且右方的光電滲透流轉而向下方流動，此時，位於兩者中央的微流體將會轉而產生順時針旋轉的漩渦狀運動。
接著，請參照圖五A及圖五B，圖五A及圖五B係繪 示採用上述光電滲透流機制操控微流體的運動狀態之另一範例。於此實施例中，使用者可透過三個具有不同流動方向之光電滲透流形成兩個微流體漩渦。
如圖五A所示，當使用者以具有一光圖樣之光線照射光導材料層，導致左方及右方的光電滲透流均向下方流動且中央的光電滲透流向上方流動時，位於左方的光電滲透流與中央的光電滲透流之間的微流體將會產生逆時針旋轉的漩渦狀運動，而位於右方的光電滲透流與中央的光電滲透流之間的微流體將會產生順時針旋轉的漩渦狀運動。
如圖五B所示，當使用者改變該光圖樣之位置，導致左方及右方的光電滲透流均轉而向上方流動且中央的光電滲透流轉而向下方流動時，位於左方的光電滲透流與中央的光電滲透流之間的微流體將會轉而產生順時針旋轉的漩渦狀運動，而位於右方的光電滲透流與中央的光電滲透流之間的微流體將會轉而產生逆時針旋轉的漩渦狀運動。
至於圖六則係繪示透過光電滲透流機制操控微流體的運動狀態之另一範例。如圖六所示，由於位於下方的光電滲透流係由右方流動至左方，使得位於光電滲透流上方的微流體將會受到影響而產生順時針旋轉的漩渦狀運動。
根據本發明之第二具體實施例為一種微流體操控裝置運作方法。於此實施例中，該微流體操縱裝置運作方法係應用於一微流體操縱裝置，該微流體操縱裝置包含一交流電源、一流道及一光導材料層。交流電源包含一正極及一負極，光導材料層包含一第一電極、一第二電極及一第三電極，其中第二電極及第三電極係位於第一電極的兩側，第一電極耦接交流電源之正極，第二電極及第三電極耦接交流電源之負 極，第一電極與第三電極的間距、第一電極的寬度、第一電極與第二電極的間距及第二電極的寬度之間的電極寬度比例為1：5：1：3。請參照圖七，圖七係繪示該微流體操縱裝置運作方法之流程圖。
如圖七所示，該微流體操縱裝置運作方法包含下列步驟：首先，於步驟S10中，當具有一特定光圖樣之一光線射向該光導材料層時，該光導材料層根據該特定光圖樣形成至少二虛擬電極。該光線可以由任何型式的光源發射裝置所發射出，例如傳統的燈泡、螢光燈或發光二極體(LED)等，並且該等光源發射裝置之數目及其設置的位置均可視實際需求而定，並無特定之限制。此外，該特定光圖樣的樣式亦可視實際需求而定。
其中，該至少二虛擬電極包含第一虛擬電極及第二虛擬電極，第一虛擬電極與第二虛擬電極分別吸引具有相反極性之第一電荷及第二電荷，第一虛擬電極的寬度、第一虛擬電極與第二虛擬電極的間距及第二虛擬電極的寬度之間的比例為5：1：1。
於實際應用中，光導材料層係由電阻值隨光變化之物質構成，光導材料層可以是電荷產生層材料TiOPc(Titanium Oxide Phthalocyanine)、非晶矽(amorphous silicon,a-Si)或聚合物(polymer)，但不以此為限。
接著，於步驟S12中，當交流電源提供第一交流電壓時，於流道內之微流體係往第一方向流動，第一電荷(正電荷)係對齊第一虛擬電極及第一電極，第二電荷(負電荷)係對齊第二虛擬電極以及第三電極之靠近第一電極的一端。之後，於步驟S14中，當交流電源改變為提供第二交流電壓 時，於流道內之微流體亦改往與第一方向相反之第二方向流動，第一電荷仍對齊第一虛擬電極及第一電極，第二電荷則改為對齊第二虛擬電極以及第二電極之靠近第一電極的一端。藉此，當交流電源改變其提供之交流電壓時，流道內之微流體的流向亦會改變，第二電荷(負電荷)亦會改變其對齊的虛擬電極及實體電極。藉此，使用者能夠輕易地自由調整或改變微流體的流動方向，以提升操控微流體的方便性及靈活度。
當該特定光圖樣發生一變化(例如產生一位移)時，該至少二虛擬電極亦隨該變化改變而產生一電滲透力，藉以操控一微流體於該流道內之運動狀態。也就是說，該微流體操控裝置運作方法係採用一光電滲透流機制，透過改變光圖樣之位置來調整在光導材料層上所形成之該至少二虛擬電極的成形比例，以操控微流體。
藉此，於不改變電壓及頻率的條件下，該微流體操控裝置運作方法即可輕易地操控微流體中之粒子的運動方向或旋轉方向，致使微流體形成趨動、混合、集中、分離及漩渦之運動狀態。
相較於先前技術中傳統的微流體操控裝置所採用之電滲透流(Electro-Osmotic Flow,EOF)機制，根據本發明之微流體操控裝置及其運作方法係採用光電滲透流(Opto-Electro-Osmotic Flow,OEOF)的機制，在不改變電壓及頻率的條件下，透過光圖樣(optical pattern)之位置改變來調整在光導材料層上所形成之各虛擬電極的成形比例，藉以操控微流體的各種運動狀態。
藉此，根據本發明之微流體操控裝置及其運作方法能夠 有效提升使用者在操縱上的方便性及靈活性，不必麻煩地去改變各種尺寸之電極的位置或持續改變外加電壓及其頻率，故可廣泛地應用於各種微流體系統中，例如生醫晶片、藥物試劑混合、細胞或微小粒子操縱等，極具有市場潛力及未來發展性。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
S10~S14‧‧‧流程步驟
16‧‧‧流道
1、1'‧‧‧微流體操控裝置
15‧‧‧交流電源
11‧‧‧光導材料層
13、14、17‧‧‧銦錫氧化物電極
W1、W2‧‧‧銦錫氧化物電極之寬度
G1、G2‧‧‧銦錫氧化物之間距
12、12'‧‧‧特定光圖樣
110、110'‧‧‧虛擬正電極
112、112'‧‧‧虛擬負電極
圖一係繪示根據本發明之第一具體實施例的微流體操控裝置之外觀示意圖。
圖二係繪示銦錫氧化物電極13及14之間距與寬度的比例關係。
圖三A係繪示具有特定光圖樣12之光線射向微流體操控裝置1之光導材料層11的側面示意圖。
圖三B係繪示由於圖三A中之特定光圖樣12已位移至特定光圖樣12'，導致光導材料層11上形成不同的虛擬電極之側面示意圖。
圖四A及圖四B係繪示採用上述光電滲透流機制操控微流體的運動狀態之一範例。
圖五A及圖五B係繪示採用上述光電滲透流機制操控微流體的運動狀態之另一範例。
圖六則係繪示透過光電滲透流機制操控微流體的運動狀態之另一範例。
圖七係繪示根據本發明之第二具體實施例之微流體操控裝置運作方法的流程圖。
S10~S14‧‧‧流程步驟

Claims (10)

  1. 一種微流體操縱裝置，包含：一交流電源，包含一正極及一負極；一流道；以及一光導材料層，該光導材料層包含一第一電極、一第二電極及一第三電極，其中該第二電極及該第三電極係位於該第一電極的兩側，該第一電極耦接該交流電源之該正極，該第二電極及該第三電極耦接該交流電源之該負極，該第一電極與該第三電極的間距、該第一電極的寬度、該第一電極與該第二電極的間距及該第二電極的寬度之間的一電極寬度比例為1：5：1：3，當具有一特定光圖樣之一光線射向該光導材料層時，該光導材料層根據該特定光圖樣形成至少二虛擬電極，其中該至少二虛擬電極包含一第一虛擬電極及一第二虛擬電極，該第一虛擬電極與該第二虛擬電極分別吸引具有相反極性之一第一電荷及一第二電荷，該第一虛擬電極的寬度、該第一虛擬電極與該第二虛擬電極的間距及該第二虛擬電極的寬度之間的比例為5：1：1；其中，當該交流電源提供一第一交流電壓時，於該流道內之一微流體係往一第一方向流動，該第一電荷係對齊該第一虛擬電極及該第一電極，該第二電荷係對齊該第二虛擬電極以及該第三電極之靠近該第一電極的一端；當該交流電源改變為提供一第二交流電壓時，於該流道內之該微流體亦改往與該第一方向相反之一第二方向流動，該第一電荷仍對齊該第一虛擬電極及該第一電極，該第二電荷則改為對齊該第二虛擬電極以及該第二電極之靠近該第一電極 的一端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微流體操縱裝置，其中當該特定光圖樣發生一變化時，該至少二虛擬電極亦隨該變化改變而產生一電滲透力，藉以操控於該流道內之該微流體的運動狀態，該電滲透力於該微流體中分別產生一第一光電滲透流及一第二光電滲透流分別往彼此相反的該第一方向及該第二方向流動，致使該第一光電滲透流及該第二光電滲透流之間形成一微流體漩渦。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之微流體操縱裝置，其中該電滲透力亦於該微流體中產生一第三光電滲透流，並且該第一光電滲透流與該第三光電滲透流分別位於該第二光電滲透流之兩側，該第三光電滲透流係往該第一方向流動，致使該第二光電滲透流及該第三光電滲透流之間亦會形成另一微流體漩渦，該微流體漩渦與該另一微流體漩渦其中之一為順時針旋轉，另一則為逆時針旋轉。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微流體操縱裝置，於不改變電壓及頻率的條件下，該微流體操縱裝置操控該微流體中之粒子的運動方向或旋轉方向，致使該微流體形成趨動、混合、集中、分離及漩渦之運動狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之微流體操縱裝置，其中該光導材料層係由電阻值隨光變化之物質構成，該光導材料層可為電荷產生層材料TiOPc(Titanium Oxide Phthalocyanine)、非晶矽(amorphous silicon,a-Si)或聚合物(polymer)。
  6. 一種微流體操縱裝置運作方法，係應用於一微流體操縱裝置，該微流體操縱裝置包含一交流電源、一流道及一光導材料層，該交流電源包含一正極及一負極，該光導材料層包含一第一電極、一第二電極及一第三電極，其中該第二電極及該第三電極係位於該第一電極的兩側，該第一電極耦接該交流電源之該正極，該第二電極及該第三電極耦接該交流電源之該負極，該第一電極與該第三電極的間距、該第一電極的寬度、該第一電極與該第二電極的間距及該第二電極的寬度之間的一電極寬度比例為1：5：1：3，該微流體操縱裝置運作方法包含下列步驟：(a)當具有一特定光圖樣之一光線射向該光導材料層時，該光導材料層根據該特定光圖樣形成至少二虛擬電極，其中該至少二虛擬電極包含一第一虛擬電極及一第二虛擬電極，該第一虛擬電極與該第二虛擬電極分別吸引具有相反極性之一第一電荷及一第二電荷，該第一虛擬電極的寬度、該第一虛擬電極與該第二虛擬電極的間距及該第二虛擬電極的寬度之間的比例為5：1：1；(b)當該交流電源提供一第一交流電壓時，於該流道內之一微流體係往一第一方向流動，該第一電荷係對齊該第一虛擬電極及該第一電極，該第二電荷係對齊該第二虛擬電極以及該第三電極之靠近該第一電極的一端；以及(c)當該交流電源改變為提供一第二交流電壓時，於該流道內之該微流體亦改往與該第一方向相反之一第二方向流動，該第一電荷仍對齊該第一虛擬電極及該第一 電極，該第二電荷則改為對齊該第二虛擬電極以及該第二電極之靠近該第一電極的一端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之微流體操縱裝置運作方法，其中當該特定光圖樣發生一變化時，該至少三虛擬電極亦隨該變化改變而產生一電滲透力，藉以操控一微流體於該流道內之運動狀態，該電滲透力於該微流體中分別產生一第一光電滲透流及一第二光電滲透流分別往彼此相反的一第一方向及一第二方向流動，致使該第一光電滲透流及該第二光電滲透流之間形成一微流體漩渦。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之微流體操縱裝置運作方法，其中該電滲透力亦於該微流體中產生一第三光電滲透流，並且該第一光電滲透流與該第三光電滲透流分別位於該第二光電滲透流之兩側，該第三光電滲透流係往該第一方向流動，致使該第二光電滲透流及該第三光電滲透流之間亦會形成另一微流體漩渦，該微流體漩渦與該另一微流體漩渦其中之一為順時針旋轉，另一則為逆時針旋轉。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之微流體操縱裝置運作方法，於不改變電壓及頻率的條件下，該微流體操縱裝置操控該微流體中之粒子的運動方向或旋轉方向，致使該微流體形成趨動、混合、集中、分離及漩渦之運動狀態。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之微流體操縱裝置運作方法，其中該光導材料層係由電阻值隨光變化之物質構成，該光導材料層可為電荷產生層材料TiOPc(Titanium Oxide Phthalocyanine)、非晶矽(amorphous silicon,a-Si)或聚合物 (polymer)。
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