一种用于基于液滴微流控片上流动表征的开源模块化光电传感器

《HardwareX》：An open-source, modular optoelectrical sensor for on-chip flow characterization in droplet-based microfluidics

　　基于液滴的微流控技术已成为芯片实验室应用的领先技术，应用领域涵盖单细胞分析、纳米粒子合成以及临床诊断等。在这些应用中，准确测量液滴的长度、体积、流速和单分散性是实现可靠运行的关键。尽管近年来取得了不少进展，但这些参数的常规表征仍依赖于高速摄像机、显微镜以及片外后处理，这在一定程度上限制了设备的便携性、自主性和现场部署能力。针对上述局限，本工作提出了一种开源、高性价比的嵌入式光电传感平台，该平台基于现成组件搭建而成。该平台通过两个顺序执行的固件阶段在芯片上完成多参数液滴表征，所有信号调理与分析均在Arduino-Zero微控制器上完成。系统集成了两个定制PCB传感模块：一个光敏电阻（LDR）阵列用于测量液滴流速，一个TSL2561光电二极管用于测量液滴长度、体积和单分散性。两个模块均由专用光源PCB提供照明，并安装在一个3D打印的对准外壳中，外壳内可更换地放置PMMA流聚焦芯片。我们提供了完整的文档资料，包括构建说明、嵌入式固件代码以及示例应用。所得到的模块化、无需额外设备的架构支持开发PCB级实验室系统，以实现自主液滴微流控设备的快速原型开发。Daniel Solano|José Isabel Gómez Qui?ones|Sergio Camacho-Leon