一、引言

聲流控技術是一種結(jié)合聲學、流體力學和微納加工技術的前沿科技，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。該技術在生物醫(yī)學、化學分析等領域應用廣泛，如細胞分選、生物分子檢測等。電壓放大器作為關鍵設備之一，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、聲流控技術原理及對電信號的需求

聲流控技術主要利用聲波在微流體通道中產(chǎn)生的聲場效應，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。

圖：功率放大器在聲流控細胞分選中的應用

三、電壓放大器在聲流控技術中的關鍵作用

電壓放大器能夠?qū)?a target="_blank">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、聲流控技術中的應用案例

（一）細胞分選

聲流控細胞分選技術利用聲波在微流體通道中產(chǎn)生的特定流場效應，高效、精準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。該技術在生物醫(yī)學研究、藥物篩選、細胞治療等領域具有廣泛應用前景，如評估藥物療效和毒性、確保治療用細胞的活性和純度等。

圖：ATA-2021B高壓放大器在微流控超聲空化實驗中的應用

（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過程，為開發(fā)新型微流控器件和應用提供理論依據(jù)。

圖：ATA-2021B高壓放大器指標參數(shù)

（三）生化分析和檢測

聲流控技術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。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記物的定量檢測和分析。例如，在一些生物檢測應用中，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確性。

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標參數(shù)

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)動高壓型負載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設置，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中發(fā)揮著至關重要的作用，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用中，為聲流控技術提供了強大的支持，推動了生物醫(yī)學、化學分析等領域的發(fā)展。隨著聲流控技術的不斷創(chuàng)新和電壓放大器性能的提升，未來將有望在更多領域得到更廣泛的應用，為科學研究和實際應用帶來更多的可能性和創(chuàng)新解決方案。

審核編輯 黃宇