芯耀
127
一、引言
聲流控技術(shù)是一種結(jié)合聲學(xué)、流體力學(xué)和微納加工技術(shù)的前沿科技，通過聲波作用于微流體通道中的流體，實現(xiàn)對流體和其中微粒的精確操控。該技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)分析等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如細胞分選、生物分子檢測等。電壓放大器作為關(guān)鍵設(shè)備之一，為聲流控系統(tǒng)提供了精確的電信號放大功能，確保聲波的穩(wěn)定產(chǎn)生和有效調(diào)控。
二、聲流控技術(shù)原理及對電信號的需求
聲流控技術(shù)主要利用聲波在微流體通道中產(chǎn)生的聲場效應(yīng)，如聲流、聲輻射力等，來操控流體和微粒。其核心原理是通過壓電換能器將電信號轉(zhuǎn)換為聲波，再利用聲波與流體的相互作用實現(xiàn)各種功能。聲波的頻率、強度和相位等參數(shù)直接影響流體和微粒的行為，因此需要精確的電信號來驅(qū)動壓電換能器，產(chǎn)生特定聲場。例如，在細胞分選中，特定頻率和強度的聲波可使活細胞和死細胞受到不同的聲輻射力，從而實現(xiàn)分離。
三、電壓放大器在聲流控技術(shù)中的關(guān)鍵作用
電壓放大器能夠?qū)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/503354.html">信號發(fā)生器產(chǎn)生的低電壓、小電流信號放大到足夠高的功率水平，驅(qū)動壓電換能器產(chǎn)生所需的聲波。它還能精確調(diào)節(jié)輸出信號的幅值、頻率和相位，實現(xiàn)對聲波的精確控制。例如，在聲流控細胞分選實驗中，使用ATA-1372A寬帶放大器放大信號發(fā)生器產(chǎn)生的激勵信號，驅(qū)動壓電換能器在微流道中產(chǎn)生聲流體隧道，實現(xiàn)活死細胞的分選。
四、聲流控技術(shù)中的應(yīng)用案例
（一）細胞分選
聲流控細胞分選技術(shù)利用聲波在微流體通道中產(chǎn)生的特定流場效應(yīng)，高效、精準(zhǔn)地分離活細胞和死細胞。實驗中，通過電壓放大器放大激勵信號，驅(qū)動壓電換能器產(chǎn)生聲波，實現(xiàn)細胞分選。該技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究、藥物篩選、細胞治療等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，如評估藥物療效和毒性、確保治療用細胞的活性和純度等。
（二）微流控超聲空化實驗
在微流控超聲空化實驗中，利用電壓放大器驅(qū)動壓電超聲換能器產(chǎn)生高頻振動，誘導(dǎo)微流道內(nèi)發(fā)生強烈的聲壓變化，觀察微流道內(nèi)的空化現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，在特定頻率范圍內(nèi)，微流道內(nèi)會發(fā)生空化現(xiàn)象，伴隨壁面附著氣泡振蕩失穩(wěn)、釋放微氣泡、氣核傳遞等現(xiàn)象。這種實驗有助于研究微流體中的物理化學(xué)過程，為開發(fā)新型微流控器件和應(yīng)用提供理論依據(jù)。
（三）生化分析和檢測
聲流控技術(shù)可用于生化分析和檢測，通過電壓放大器提供的電壓信號驅(qū)動流體在微流控芯片中的運動和混合，加速和優(yōu)化生化反應(yīng)。同時，電壓放大器可與傳感器和檢測器結(jié)合，實現(xiàn)對微流體中生物分子或生物標(biāo)記物的定量檢測和分析。例如，在一些生物檢測應(yīng)用中，聲波可用于操控微流體中的生物分子，提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。
ATA-2000系列是一款理想的可放大交、直流信號的高壓放大器。最大差分輸出1600Vp-p(±800Vp)高壓，可以驅(qū)動高壓型負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設(shè)置，為您提供了方便簡潔的操作選擇，同時雙通道高壓放大器輸出還可同步調(diào)節(jié)，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實現(xiàn)信號的放大。
ATA-2000系列高壓放大器應(yīng)用場景：超聲測試、無損檢測、驅(qū)動壓電陶瓷、介電電泳細胞分選、超聲霧化、超聲聚焦。
電壓放大器在聲流控技術(shù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，通過放大和精確控制電信號，驅(qū)動壓電換能器產(chǎn)生所需的聲波，實現(xiàn)對微流體和其中微粒的精確操控。在細胞分選、微流控超聲空化實驗、生化分析和檢測等應(yīng)用中，為聲流控技術(shù)提供了強大的支持，推動了生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)分析等領(lǐng)域的發(fā)展。隨著聲流控技術(shù)的不斷創(chuàng)新和電壓放大器性能的提升，未來將有望在更多領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，為科學(xué)研究和實際應(yīng)用帶來更多的可能性和創(chuàng)新解決方案。
