微流控芯片和微流系统技术方案

本发明专利技术涉及一种微流控芯片和微流系统，所述微流控芯片，包括液滴流动通道、至少两个光栅区、光源以及波长检测器，至少两个光栅区的光栅常数不同，且沿液滴流动通道的长度方向排列；液滴流动通道内不存在液滴时，至少两个光栅区反射不同指定波长的光，液滴流动通道内存在液滴时，与液滴的位置相对的光栅区反射的光的波长与指定波长不同；光源位于液滴流动通道长度方向上的第一端，用于提供包括所述不同指定波长的入射光；波长检测器位于第一端时检测入射光经光栅区后的反射光，波长检测器位于与第一端相对的第二端时检测入射光经光栅区后的透射光。根据本发明专利技术的实施例，可以提高微流控芯片中液滴探测的精确度，实现对液滴的精确控制。

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片和微流系统
本专利技术涉及微流控
，尤其涉及一种微流控芯片和微流系统。
技术介绍
相关技术中，微流系统一般包括用于实现特定功能的微流控芯片、微流体运行控制装置以及信号采集的控制与检测装置。其中，微流体运行控制装置位于微流控芯片外部，可以包括探测液体参数的微流探测系统，液体参数可包括位置、形状、流速、接触角等。然而，随着生物医药领域中检测需求的提高，采用上述的微流探测系统对微流控芯片中液滴进行测量的技术方案已经稍显劣势。
技术实现思路
本专利技术提供一种微流控芯片和微流系统，以解决相关技术中的不足。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种微流控芯片，包括：液滴流动通道和至少两个光栅区，所述液滴流动通道和至少两个光栅区位于同一块基板上或者分别位于两块基板上；所述至少两个光栅区沿所述液滴流动通道的长度方向排列；所述至少两个光栅区各自的光栅常数不同，当所述液滴流动通道内不存在液滴时，所述至少两个光栅区分别用于反射不同指定波长的光，当所述液滴流动通道内存在液滴时，与所述液滴的位置相对的光栅区反射的光的波长与所述指定波长不同；光源，位于所述液滴流动通道长度方向上的第一端，用于提供入射光；所述入射光包括所述不同指定波长的光；波长检测器，当所述波长检测器位于所述第一端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区后的反射光，当所述波长检测器位于所述液滴流动通道长度方向上的与所述第一端相对的第二端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区后的透射光。在一个实施例中，所述液滴流动通道和所述至少两个光栅区可分别位于相邻的不同层；每个所述光栅区从所述液滴流动通道的一侧沿所述液滴流动通道的宽度方向延伸至另一侧。在一个实施例中，所述液滴流动通道和所述至少两个光栅区可位于同一层，所述液滴流动通道的至少一侧设置所述光源、所述至少两个光栅区、所述波长检测器。在一个实施例中，当所述液滴流动通道的两侧分别设置所述光源、所述至少两个光栅区、所述波长检测器时，所述液滴流动通道的两侧分别设置的所述光源、所述至少两个光栅区、所述波长检测器可关于所述液滴流动通道对称。在一个实施例中，相邻两个所述光栅区之间的间距小于所述液滴流动通道的宽度。在一个实施例中，相邻两个所述光栅区之间的间距范围可为20微米～100微米。在一个实施例中，每个所述光栅区的宽度等于所述液滴流动通道的宽度。在一个实施例中，每个所述光栅区的宽度范围可为20微米～100微米。在一个实施例中，所述滴流动通道的内壁上可设有疏水层。在一个实施例中，所述液滴流动通道的材质为高折射率的树脂胶材或者绝缘衬底上的硅SOI。在一个实施例中，所述液滴流动通道的基板的材质可为高折射率材质，以使所述滴流动通道形成波导。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种微流系统，包括：微流控制器与上述的微流控芯片；所述微流控制器与所述微流控芯片上的所述波长检测器电连接。根据上述实施例可知，通过沿液滴流动通道的长度方向设置至少两个光栅常数不同的光栅区，以使在液滴流动通道内不存在液滴时，至少两个光栅区分别用于反射不同指定波长的光，在液滴流动通道内存在液滴时，与液滴的位置相对的光栅区反射的光的波长与上述的指定波长不同，并通过与光源同侧设置的波长检测器检测入射光经过至少两个光栅区后的反射光，或者通过与光源相对设置的波长检测器检测入射光经过至少两个光栅区后的透射光。通过上述的反射光或者透射光携带的信息可以精确检测液滴参数，并有助于实现对液滴的精确控制。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据相关技术示出的微流控芯片的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例示出的一种微流控芯片的剖面示意图；图3是根据本专利技术实施例示出的一种微流控芯片的俯视图；图4是根据本专利技术实施例示出的检测液滴的位置的示意图；图5是根据本专利技术实施例示出的一种光路示意图；图6是根据本专利技术实施例示出的另一种光路示意图；图7是根据本专利技术实施例示出的另一种微流控芯片的俯视图；图8是根据本专利技术实施例示出的又一种微流控芯片的俯视图；图9是根据本专利技术实施例示出的检测液滴接触角的示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。如图1所示，相关技术中，微流控芯片100一般可包括样品入口11、试剂入口12、DEP(Dielectrophoresis，介电电泳)过滤器13、泵14、15、加热器16、电阻温度探测器(ResistanceTemperatureDetector，简称RTD)17、聚合酶链式反应室(PCRChamber)18、电极19以及出口110，其中，电极19包括对电极(counterelectrode)191、工作电极(workingelectrode)192以及参考电极(referenceelectrode)193。微流控芯片一般不包含对液体参数的探测系统，其中，液体参数可包括位置、形状、流速、接触角等。对微流控芯片中液体的探测完全依赖于芯片外部的微流探测系统。然而，随着生物医药领域中检测需求的提高，采用芯片外部的微流探测系统对微流控芯片中液滴进行精确测量已经稍显劣势。基于上述问题，本专利技术实施例提供一种微流控芯片和微流系统，用于提高微流控芯片中液滴探测的精确度，实现对液滴的精确控制。图2～8是根据本专利技术实施例示出的微流控芯片200，包括液滴流动通道211、至少两个光栅区221～227、光源23以及波长检测器24。如图2～8所示，液滴流动通道211和至少两个光栅区221～227，位于同一块基板25上或者分别位于两块基板21、22上；所述至少两个光栅区221～227沿所述液滴流动通道211的长度方向排列。所述至少两个光栅区221～227各自的光栅常数不同。当所述液滴流动通道211内不存在液滴时，所述至少两个光栅区221～227分别用于反射不同指定波长的光。当所述液滴流动通道211内存在液滴时，与所述液滴的位置相对的光栅区反射的光的波长与所述指定波长不同。如图2所示，光源23位于所述液滴流动通道211长度方向上的第一端，用于提供入射光；所述入射光包括上述不同指定波长的光。当所述波长检测器24位于所述第一端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区221～227后的反射光。当所述波长检测器24位于所述液滴流动通道211长度方向上的与所述第一端相对的第二端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区221～227后的透射光。本实施例的有益效果是：通过沿液滴流动通道的长度方向设置至少两个光栅常数不同的光栅区，以使在液滴流动通道内不存在液滴时，至少两个光栅区分别用于反射不同指定波长的光，在液滴流动通道内存在液滴时，与液滴的位置相对的光栅区反射的光的波长与上述的指定波长不同，并通过与光源同侧设置的波长检测器检测入射光经过至少两个光栅区后的反射光，或者通过与光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：液滴流动通道和至少两个光栅区，所述液滴流动通道和至少两个光栅区位于同一块基板上或者分别位于两块基板上；所述至少两个光栅区沿所述液滴流动通道的长度方向排列；所述至少两个光栅区各自的光栅常数不同，当所述液滴流动通道内不存在液滴时，所述至少两个光栅区分别用于反射不同指定波长的光，当所述液滴流动通道内存在液滴时，与所述液滴的位置相对的光栅区反射的光的波长与所述指定波长不同；光源，位于所述液滴流动通道长度方向上的第一端，用于提供入射光；所述入射光包括所述不同指定波长的光；波长检测器，当所述波长检测器位于所述第一端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区后的反射光，当所述波长检测器位于所述液滴流动通道长度方向上的与所述第一端相对的第二端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区后的透射光。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：液滴流动通道和至少两个光栅区，所述液滴流动通道和至少两个光栅区位于同一块基板上或者分别位于两块基板上；所述至少两个光栅区沿所述液滴流动通道的长度方向排列；所述至少两个光栅区各自的光栅常数不同，当所述液滴流动通道内不存在液滴时，所述至少两个光栅区分别用于反射不同指定波长的光，当所述液滴流动通道内存在液滴时，与所述液滴的位置相对的光栅区反射的光的波长与所述指定波长不同；光源，位于所述液滴流动通道长度方向上的第一端，用于提供入射光；所述入射光包括所述不同指定波长的光；波长检测器，当所述波长检测器位于所述第一端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区后的反射光，当所述波长检测器位于所述液滴流动通道长度方向上的与所述第一端相对的第二端时，用于检测所述入射光经所述至少两个光栅区后的透射光。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述液滴流动通道和所述至少两个光栅区分别位于相邻的不同层；每个所述光栅区从所述液滴流动通道的一侧沿所述液滴流动通道的宽度方向延伸至另一侧。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述液滴流动通道和所述至少两个光栅区位于同一层，所述液滴流动通道的至少一侧设置所述光源、所述至少两个光栅区、所述波长检测器。...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭纪风，孟宪芹，王维，孟宪东，陈小川，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11