本发明专利技术公开了一种超疏水单极板数字微液滴输运装置及其制作方法。所述装置从下到上依次为基底、电极、介质层、超疏水层，其中：基底为玻璃或Si基底，电极为ITO玻璃电极、Au/Cr（Au/Ti）或Al/Cr（Al/Ti）薄膜电极，超疏水层为氮化硼纳米管。其制作方法如下：一、清洗基底；二、在基底上制备电极；三、在电极上淀积一层介质层；四、在介质层上旋涂氮化硼纳米管超疏水层。本发明专利技术的优点在于：整个数字微流控芯片采用微机械加工工艺实现，结构简单，操作方便，且易于后续功能的扩展。本发明专利技术减少了珍贵试样的浪费，且降低了驱动电压，保持了样品的生物活性，提高了实验的可行性及实用性，促进了生物医学领域实验的顺利进行，且方便与IC集成以实现更多的功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字微流控
和生物医学
，涉及一种新型的微液滴输 运装置及其制作方法，尤其涉及。
技术介绍
20世纪90年代初，A. Manz首次提出了微全分析系统的概念，它的目标是将生物 医学等领域样品的基本操作单元微型化并集成到厘米级芯片上，实现常规实验室的各种检 测、分析功能，因此微全分析系统又称芯片实验室（Lab on a Chip)。芯片实验室主要包括 微流控芯片和生物芯片两大类。其中，微流控芯片又分为连续微流控芯片和数字微流控芯 片。 连续微流控芯片的目标样品是连续流体，而数字微流控芯片的目标样品是数字微 液滴。数字微流控芯片是近年来才逐渐发展起来的，相比于连续微流控芯片，数字微流控芯 片有以下优点：1、数字微流控芯片消耗的样品剂量少，不容易造成浪费，且会使样品处理更 加便捷和省时；2、数字微流控芯片不需要制作微流道，因此，相对于连续微流控芯片来说， 不容易造成样品污染；3、数字微流控芯片不需要微泵、微阀等可动器件，芯片结构相对简 单，且易于实现集成化。4、数字微流控芯片可以驱动各种溶液，它比连续微流控芯片有更广 泛的应用范围。 传统的基于介电润湿效应的数字微流控芯片采用双极板结构，它通常由固体基 片、微电极、介质层以及疏水层组成。但它的结构较为复杂，且上极板也接触到样品，因此会 存在样品沾污到上下两层极板的问题，从而造成样品的浪费，导致需要不断补充试样，对于 有些珍贵的样品，这种浪费是不可忽略的，这无疑影响了实验的进一步开展。另外，传统的 数字微流控芯片的驱动电压过高，会导致样品失去生物活性，丧失了实验的意义。 氮化硼纳米管具有良好的机械、电学、热学及磁学性能，是一种新兴的具有很广泛 的潜在应用价值的一种材料。不可否认的是，氮化硼纳米管还是一种超疏水材料，其疏水角 可高达150° -160°，比传统的疏水材料的疏水角高出30° -40°，且其介电常数高，这对 减少数字微流控器件的沾染浪费、降低数字微流控器件的驱动电压无疑是非常有用的，且 目前尚未有此方面的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的超疏水单极板数字微液滴输运装置及其制作方 法，该装置采用一种超疏水层材料一一氮化硼纳米管作为疏水层结构，目的在于减少样品 沾染带来的浪费，同时有效地降低驱动电压，以保持样品的生物活性。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： 一种超疏水单极板数字微液滴输运装置，从下到上依次为基底、电极、介质层、超疏水 层，其中：基底为玻璃或Si基底，电极为ITO玻璃电极、Au/Cr (Au/Ti)或Al/Cr (Al/Ti) 薄膜电极，超疏水层为氮化硼纳米管。 -种上述超疏水单极板数字微液滴输运装置的制造方法，包括如下步骤： 一、清洗基底； >、在基底上制备电极； 三、 在电极上淀积一层介质层； 四、 在介质层上旋涂氮化硼纳米管超疏水层。 本专利技术中，超疏水层氮化硼纳米管的厚度为0. 0001-0. 1mm，其表面形貌如图3所 示，疏水角可高达150° -160° (图4)，可以实现节约样品和降低驱动电压的功能。 描述固一液接触角与外加电压关系的Young-Lippmann经典方程是：【主权项】1. 一种超疏水单极板数字微液滴输运装置，从下到上依次为基底、电极、介质层、超疏 水层，其特征在于所述超疏水层为氮化硼纳米管。2. 根据权利要求1所述的超疏水单极板数字微液滴输运装置，其特征在于所述基底为 玻璃或Si基底。3. 根据权利要求1所述的超疏水单极板数字微液滴输运装置，其特征在于所述电极为 ITO玻璃电极、Au/Cr薄膜电极、Au/Ti薄膜电极、Al/Cr薄膜电极或Al/Ti薄膜电极。4. 根据权利要求1所述的超疏水单极板数字微液滴输运装置，其特征在于所述超疏水 层氮化硼纳米管的厚度为〇. 0001-0. 1mm。5. -种权利要求1-4任一权利要求所述的超疏水单极板数字微液滴输运装置的制作 方法，其特征在于所述制作方法步骤如下： 一、清洗基底； >、在基底上制备电极； 三、 在电极上淀积一层介质层； 四、 在介质层上旋涂氮化硼纳米管超疏水层。【专利摘要】本专利技术公开了。所述装置从下到上依次为基底、电极、介质层、超疏水层，其中：基底为玻璃或Si基底，电极为ITO玻璃电极、Au/Cr（Au/Ti）或Al/Cr（Al/Ti）薄膜电极，超疏水层为氮化硼纳米管。其制作方法如下：一、清洗基底；二、在基底上制备电极；三、在电极上淀积一层介质层；四、在介质层上旋涂氮化硼纳米管超疏水层。本专利技术的优点在于：整个数字微流控芯片采用微机械加工工艺实现，结构简单，操作方便，且易于后续功能的扩展。本专利技术减少了珍贵试样的浪费，且降低了驱动电压，保持了样品的生物活性，提高了实验的可行性及实用性，促进了生物医学领域实验的顺利进行，且方便与IC集成以实现更多的功能。【IPC分类】B01L3-00【公开号】CN104525285【申请号】CN201410678297【专利技术人】田丽, 李玲, 王蔚, 高贞, 戴桐 【申请人】哈尔滨工业大学【公开日】2015年4月22日【申请日】2014年11月24日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超疏水单极板数字微液滴输运装置，从下到上依次为基底、电极、介质层、超疏水层，其特征在于所述超疏水层为氮化硼纳米管。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田丽，李玲，王蔚，高贞，戴桐，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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