数字微流体装置及其制造方法、微流体装置、芯片实验室装置和数字微流体方法制造方法及图纸

本申请提供了一种数字微流体装置。数字微流体装置包括：基底基板；和电极阵列，其包括连续地排列在基底基板上的多个分立电极。所述多个分立电极可以分组为多个第一电极组，所述多个第一电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极。所述多个分立电极可以替代地分组为多个第二电极组，所述多个第二电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极。

Digital microfluidic devices and their manufacturing methods, microfluidic devices, chip laboratory devices and digital microfluidic methods

This application provides a digital microfluidic device. The digital microfluidic device includes a base plate and an electrode array comprising a plurality of discrete electrodes arranged continuously on the base plate. The plurality of discrete electrodes can be grouped into a plurality of first electrode groups, each of which includes a plurality of directly adjacent discrete electrodes. The plurality of discrete electrodes can be alternatively grouped into a plurality of second electrode groups, each of which includes a plurality of directly adjacent discrete electrodes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字微流体装置及其制造方法、微流体装置、芯片实验室装置和数字微流体方法
本申请涉及微流体技术，更具体地，涉及数字微流体装置、微流体装置、芯片实验室(lab-on-a-chip)装置、数字微流体方法、及制造数字微流体装置的方法。
技术介绍
微流体使得能够精确控制和操纵被几何上约束为小体积(例如，微升量级)的流体。由于其快速运动和用于自动化的潜能，微流体可将常规生物测定转换为快速可靠的测试。已经开发了数字微流体来小型化生物测定。该技术使得能够在图案化电极的表面操纵流体的离散液滴。使用数字微流体，可以通过融合和混合这些液滴来容易地执行基于阵列的生物测定以进行各种生物化学反应。此外，利用数字微流体可以执行大型并行规模的复合分析。数字微流体已经得到了广泛的应用，包括基于细胞的测定、酶测定、蛋白质谱分析和聚合酶链反应。
技术实现思路
在一方面，本专利技术提供了一种数字微流体装置，包括：基底基板；和电极阵列，其包括连续地排列在基底基板上的多个分立电极；其中，所述多个分立电极可以分组为多个第一电极组，所述多个第一电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第一电极组中的每个单独组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第一方向突出的凸部；所述多个分立电极可以替代地分组为多个第二电极组，所述多个第二电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第二电极组中的每个单独组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第二方向突出的凸部；第一方向和第二方向彼此不同。可选地，所述多个第一电极组中的每个单独组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面具有第一凹凸形状的整体形状，第一凹凸形状的凸侧朝向第一方向突出；并且，所述多个第二电极组中的每个单独组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面具有第二凹凸形状的整体形状，第二凹凸形状的凸侧朝向第二方向突出。可选地，所述多个分立电极可以替代地分组为交替排列的多个双凹电极组和多个双凸电极组；所述多个双凹电极组中的每单独一组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面具有双凹形状的整体形状；并且所述多个双凸电极组中的每单独一组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面具有双凸形状的整体形状。可选地，所述多个双凹电极组中的每单独一组与所述多个双凸电极组中的一组或多组直接相邻；并且，所述多个双凸电极组中的每单独一组与所述多个双凹电极组中的一组或多组直接相邻。可选地，所述多个双凹电极组中的每单独一组具有与所述多个双凸电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界；并且，所述多个双凸电极组中的每单独一组具有与所述多个双凹电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界。可选地，所述多个双凹电极组中的每单独一组包括单个双凹电极；并且，所述多个双凸电极组中的每单独一组包括单个双凸电极。可选地，所述多个双凹电极组中的每单独一组具有与所述多个双凸电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界；并且，所述多个双凸电极组中的每单独一组具有与所述多个双凹电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界。可选地，数字微流体装置还包括多条第一信号线和多条第二信号线；其中，所述多条第一信号线分别连接至所述多个第一电极组，所述多条第一信号线中的每单独一条与所述多个第一电极组中的对应一组的所有直接相邻的分立电极相连接；并且，所述多条第二信号线分别连接至所述多个第二电极组，所述多条第二信号线中的每单独一条与所述多个第二电极组中的对应一组的所有直接相邻的分立电极相连接。可选地，数字微流体装置还包括多条第一信号线和多条第二信号线；其中，所述多个双凹电极组中的一组和所述多个双凸电极组中的一组构成的第一直接相邻对与所述多条第一信号线中的相同一条相连接，但是与所述多条第二信号线中的不同的两条相连接；所述多个双凹电极组中的一组和所述多个双凸电极组中的一组构成的第二直接相邻对与所述多条第二信号线中的相同一条相连接，但是与所述多条第一信号线中的不同的两条相连接；并且，第一直接相邻对和第二直接相邻对共同具有至少一个电极。可选地，所述多条第一信号线中的每单独一条连接至彼此直接相邻的所述多个双凹电极组中的对应一组和所述多个双凸电极组中的对应一组；所述多条第二信号线中的每单独一条连接至彼此直接相邻的所述多个双凹电极组中的对应一组和所述多个双凸电极组中的对应一组；所述多个双凹电极组中的每单独一组连接至所述多条第一信号线中的对应一条和所述多条第二信号线中的对应一条；并且，所述多个双凸电极组中的每单独一组连接至所述多条第一信号线中的对应一条和所述多条第二信号线中的对应一条。可选地，所述多个双凹电极组具有实质上均匀的整体形状；并且，所述多个双凸电极组具有实质上均匀的整体形状。可选地，所述多个分立电极中的每单独一个具有与所述多个分立电极中的直接相邻的一个或多个的相应部分实质上互补且绝缘的边界。可选地，所述多个第一电极组中的每个单独组具有与所述多个第二电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界；并且，所述多个第二电极组中的每个单独组具有与所述多个第一电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界。可选地，所述多个第一电极组中的每个单独组中的分立电极的数量等于或大于2；并且，所述多个第二电极组中的每个单独组中的分立电极的数量等于或大于2。可选地，数字微流体装置还包括：介电绝缘层，其位于电极阵列的远离基底基板的一侧，并且构造为使所述多个分立电极彼此绝缘；和疏水层，其位于介电绝缘层的远离基底基板的一侧。在另一方面，本专利技术提供了一种微流体装置，其包括本文描述的或通过本文描述的方法制造的数字微流体装置。在另一方面，本专利技术提供了一种芯片实验室装置，其包括本文描述的或通过本文描述的方法制造的数字微流体装置。在另一方面，本专利技术提供了一种数字微流体方法，包括：使用本文描述的或通过本文描述的方法制造的数字微流体装置来选择性地运送液滴；其中，数字微流体装置包括：基底基板；和电极阵列，其包括位于基底基板上的多个分立电极；其中，所述多个分立电极可以分组为多个第一电极组，所述多个第一电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第一电极组中的每个单独组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第一方向突出的凸部；所述多个分立电极可以替代地分组为多个第二电极组，所述多个第二电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第二电极组中的每个单独组沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第二方向突出的凸部；第一方向和第二方向彼此不同；所述方法包括：在正向模式中，一组接一组地顺序驱使和退动所述多个第一电极组，从而沿着正向方向在电极阵列的远离基底基板的一侧运送液滴；以及，在反向模式中，一组接一组地顺序驱使和退动所述多个第二电极组，从而沿着反向方向在电极阵列的远离基底基板的一侧运送液滴，反向方向不同于正向方向。可选地，数字微流体装置还包括多条第一信号线和多条第二信号线；其中，所述多条第一信号线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字微流体装置，包括：基底基板；和电极阵列，其包括连续地排列在所述基底基板上的多个分立电极；其中，所述多个分立电极能够分组为多个第一电极组，所述多个第一电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第一电极组中的每个单独组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第一方向突出的凸部；所述多个分立电极能够替代地分组为多个第二电极组，所述多个第二电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第二电极组中的每个单独组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第二方向突出的凸部；所述第一方向和所述第二方向彼此不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种数字微流体装置，包括：基底基板；和电极阵列，其包括连续地排列在所述基底基板上的多个分立电极；其中，所述多个分立电极能够分组为多个第一电极组，所述多个第一电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第一电极组中的每个单独组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第一方向突出的凸部；所述多个分立电极能够替代地分组为多个第二电极组，所述多个第二电极组中的每一个包括多个直接相邻的分立电极；所述多个第二电极组中的每个单独组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面的整体形状具有在一侧的凹部和在相对侧的朝向第二方向突出的凸部；所述第一方向和所述第二方向彼此不同。2.根据权利要求1所述的数字微流体装置，其中，所述多个第一电极组中的每个单独组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面具有第一凹凸形状的整体形状，所述第一凹凸形状的凸侧朝向所述第一方向突出；并且所述多个第二电极组中的每个单独组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面具有第二凹凸形状的整体形状，所述第二凹凸形状的凸侧朝向所述第二方向突出。3.根据权利要求2所述的数字微流体装置，其中，所述多个分立电极能够替代地分组为交替排列的多个双凹电极组和多个双凸电极组；所述多个双凹电极组中的每单独一组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面具有双凹形状的整体形状；并且所述多个双凸电极组中的每单独一组沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的截面具有双凸形状的整体形状。4.根据权利要求3所述的数字微流体装置，其中，所述多个双凹电极组中的每单独一组与所述多个双凸电极组中的一组或多组直接相邻；并且所述多个双凸电极组中的每单独一组与所述多个双凹电极组中的一组或多组直接相邻。5.根据权利要求4所述的数字微流体装置，其中，所述多个双凹电极组中的每单独一组具有与所述多个双凸电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界；并且所述多个双凸电极组中的每单独一组具有与所述多个双凹电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界。6.根据权利要求3至5中任一项所述的数字微流体装置，其中，所述多个双凹电极组中的每单独一组包括单个双凹电极；并且所述多个双凸电极组中的每单独一组包括单个双凸电极。7.根据权利要求3所述的数字微流体装置，其中，所述多个双凹电极组中的每单独一组具有与所述多个双凸电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界；并且所述多个双凸电极组中的每单独一组具有与所述多个双凹电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界。8.根据权利要求1至7中任一项所述的数字微流体装置，还包括：多条第一信号线和多条第二信号线；其中，所述多条第一信号线分别连接至所述多个第一电极组，所述多条第一信号线中的每单独一条与所述多个第一电极组中的对应一组的所有直接相邻的分立电极相连接；并且所述多条第二信号线分别连接至所述多个第二电极组，所述多条第二信号线中的每单独一条与所述多个第二电极组中的对应一组的所有直接相邻的分立电极相连接。9.根据权利要求3至7中任一项所述的数字微流体装置，还包括：多条第一信号线和多条第二信号线；其中，所述多个双凹电极组中的一组和所述多个双凸电极组中的一组构成的第一直接相邻对与所述多条第一信号线中的相同一条相连接，但是与所述多条第二信号线中的不同的两条相连接；所述多个双凹电极组中的一组和所述多个双凸电极组中的一组构成的第二直接相邻对与所述多条第二信号线中的相同一条相连接，但是与所述多条第一信号线中的不同的两条相连接；并且所述第一直接相邻对和所述第二直接相邻对共同具有至少一个电极。10.根据权利要求9所述的数字微流体装置，其中，所述多条第一信号线中的每单独一条连接至彼此直接相邻的所述多个双凹电极组中的对应一组和所述多个双凸电极组中的对应一组；所述多条第二信号线中的每单独一条连接至彼此直接相邻的所述多个双凹电极组中的对应一组和所述多个双凸电极组中的对应一组；所述多个双凹电极组中的每单独一组连接至所述多条第一信号线中的对应一条和所述多条第二信号线中的对应一条；并且所述多个双凸电极组中的每单独一组连接至所述多条第一信号线中的对应一条和所述多条第二信号线中的对应一条。11.根据权利要求3至7和9至10中任一项所述的数字微流体装置，其中，所述多个双凹电极组具有实质上均匀的整体形状；并且所述多个双凸电极组具有实质上均匀的整体形状。12.根据权利要求1至11中任一项所述的数字微流体装置，其中，所述多个分立电极中的每单独一个具有与所述多个分立电极中的直接相邻的一个或多个的相应部分实质上互补且绝缘的边界。13.根据权利要求1至12中任一项所述的数字微流体装置，其中，所述多个第一电极组中的每个单独组具有与所述多个第二电极组中的直接相邻的一组或多组的相应部分实质上互补且绝缘的边界；并且所述多个第二电极组中的每个单独组具有与所述多个第一电极组中的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿越，蔡佩芝，车春城，庞凤春，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11