基于环阵超声的高精度微量移液平台

作     者：张扬 黄友塔 王彦 张志强 于妍妍 邱维宝 ZHANG Yang;HUANG Youta;WANG Yan;ZHANG Zhiqiang;YU Yanyan;QIU Weibao

作者机构：南华大学电气工程学院衡阳421001 深圳大学医学部生物医学工程学院深圳518060 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所、保罗·C·劳特伯生物医学成像研究中心深圳518055 

出 版 物：《应用声学》 (Journal of Applied Acoustics)

年 卷 期：2025年第44卷第1期

页      面：113-119页

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFA0902900) 

主　　题：电子聚焦 环阵超声换能器 FPGA 超声移液 

摘      要：非接触式超声移液技术在药物开发、合成生物学、分子诊断等生物医学领域具有广阔的应用潜力。目前基于单阵元聚焦换能器的超声移液技术,因换能器制作工艺简单及能量大等优势得到了广泛的应用。然而基于单阵元换能器的超声移液方式因为换能器焦距固定需要机械移动换能器实现不同高度液体的转移,导致移液效率较低、通量低。环阵换能器可以采用电子聚焦的方式实现焦点在轴向上动态调节,能够克服单阵元换能器焦距固定的缺点,有望提高超声移液效率。因此,该文自主设计并制作了基于现场可编程门阵列(FPGA)的五通道高精度超声信号发射系统,采用定制的五阵元环阵超声换能器搭建了一套基于环阵超声的高精度超声移液平台。该移液平台可以实现超声焦点动态精准调节,并在不同焦距情况下实现纳升级液滴精准转移,可以有效提高超声移液效率和通量,具有重要的应用价值和前景。