介电泳（Dielectroptloresis，简称DEP）作为一种重要的微纳米生物粒子操作工具，从1978由Pohl引进生物和化学领域以来，越来越多的学者对其理论及应用进行了深入研究，目前基于介电泳理论的微纳米粒子操纵技术已成功应用于生物粒子的分离、输运、捕捉及分类等多种操作。与现有的众多微操纵技术（如基于机械力、流体力、声辐射力和光辐射力等方式的微纳米粒子操纵技术）相比，介电泳微纳米粒子操纵方法由于其无需移动部件、实施简单、柔性好、能满足大量并行操作，因而在微纳米生物粒子操纵领域拥有较好的发展前景。 在介电泳微操纵系统中，介电泳力的分布与电极形状息息相关，一种结构形式的电极只能实现一种操纵。因此电极结构的设置在介电泳微操纵系统中占有着至关重要的地位。不同方式的操纵需要不同形式的电极结构，而要实现对微纳米生物粒子的复杂操纵，除了需要设置具有相应功能的电极结构外，还需根据实际操纵情况实时改变电极几何形状。然而物理电极形状的不变性，使得早期的介电泳芯片常常只具有一种功能（如纯粹的分离或传输），而光模式虚拟电极概念的提出，使微粒子的复杂操纵成为可能。本文即总结现有虚拟电极生成技术的成果与不足，研究生物粒子操纵系统中的虚拟电极的关键技术，从而建立一个能实现微纳米生物粒子复杂操纵的软件平台。本文完成了下列研究工作： （1）投影校正：针对虚拟电极投影光路中不可避免地存在着投影误差，分析了误差产生的机理，并采用平面单应的原理建立了投影平面与介电泳平面的映射关系，通过单应矩阵弥补了投影系统中存在的误差，实现了虚拟电极的精确定位。 （2）多目标跟踪：为了实时获取操纵粒子的运动状态，实现对粒子的闭环稳定操纵，研究分析了多种目标跟踪的热点算法，通过比较各跟踪算法及实际粒子操纵的特性，最终选择Mean Shift算法作为跟踪算法。 （3）虚拟电极生成平台的开发：按照光诱导介电泳微操纵系统的需求，设计了一个柔性高、稳定性好的电极平台框架，并完成了虚拟电极生成平台Visual C++的程序开发。 （4）实验验证：完成微操纵系统的软硬件集成，并通过实验优化和验证了虚拟电极生成平台各模块的功能，实现了对粒子的可靠、灵活的操纵。实验表明，利用该虚拟电极生成平台能方便地实现微纳米粒子的运输、分离、排列等多种操纵。