一种微流控芯片、装置、系统、控制及制备方法制造方法及图纸

本申请提供了一种微流控芯片、装置、系统、控制及制备方法，其中，该方法包括：包括：基底、依次形成于所述基底上的功能层和电极层，所述电极层包括呈阵列排布的多个电极组；所述电极组，用于被激活时将电信号转换为声波信号，并将所述声波信号发射到所述功能层；所述功能层，用于承载待检测样品，以及吸收被激活的所述电极组发出的所述声波信号并转换成热能，加热对应被激活的所述电极组位置处承载的所述待检测样品。本申请实施例提供了一种能量转换效率高、升温快并可以实现特定区域加热的微流控芯片。

A Microfluidic Chip, Device, System, Control and Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片、装置、系统、控制及制备方法
本申请涉及微尺度加热
，具体而言，涉及一种微流控芯片、装置、系统、控制及制备方法。
技术介绍
微流控芯片技术把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺寸的芯片上，自动完成分析全过程。因器具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点，在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已得到了国内外科研单位的广泛重视。近年来，随着微流控技术的发展，微尺度加热技术研究受到了学术界的关注。微尺度加热方式具有加热功率低、响应时间快、热量损耗小、易于同其它微电子器件集成等有点，已经在包括核酸扩增、热泳、颗粒操控、细胞培养等领域得到不同程度的应用。目前，已有的微尺度加热技术大多是将金属块或薄膜作为加热电极集成在芯片中，通过对金属块或薄膜的加热从而实现对芯片中不同位置留到的加热，常见的加热方案主要有以下几种：1)金属块加热法；2)氧化铟锡薄膜加热法；3)红外线热源加热法。其中，金属块加热法：金属加热器通常位于不透明腔道内，实现快速准确地控制液体样品的温度，但是，由于该方法在光学上不透明，并且易于在液体样品中电解，通常需要使用相对昂贵的金属如铂和金等贵金属，不便于观察加热情况且成本较高；氧化铟锡薄膜加热法：该技术通常在玻璃上刻蚀出微流道并将透明的氧化铟锡薄膜作为电极集成到微流控芯片中，以提高内部流道的可视度从而方便观察，但是其加热区域固定，无法更改；红外线热源加热法：该技术以钨等材料作为红外辐射源，通过该远红外线源进行加热，该辐射加热的能量效率不高，需要透镜滤波片等光学器件，且红外线影响实验观察。综上，现有的微尺度加热芯片的加热效率不高、成本高、加热源区域固定且不便于观察加热过程。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种微流控芯片、装置、系统、控制及制备方法，以提供一种能量转换效率高、升温快并可以实现特定区域加热的微流控芯片。第一方面，本申请实施例提供了一种微流控芯片，包括：基底、依次形成于所述基底上的电极层和功能层，所述电极层包括呈阵列排布的多个电极组；所述电极组，用于被激活时将电信号转换为声波信号，并将所述声波信号发射到所述功能层；所述功能层，用于承载待检测样品，以及吸收被激活的所述电极组发出的所述声波信号并转换成热能，加热对应被激活的所述电极组位置处承载的所述待检测样品。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述电极组包括呈叉指设置的两个叉指电极，同一个所述电极组的两个所述叉指电极的各个叉指宽度相等，各个相邻叉指间的间隙相等，且所述叉指宽度与所述间隙相等。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，呈阵列排布的多个所述电极组中，各个电极组的叉指电极的叉指宽度相等。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，呈阵列排布的多个所述电极组中，同一列电极组的叉指电极的叉指宽度在列方向上递变，同一行电极组的叉指电极的叉指宽度在行方向上递变。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述功能层包括第一功能层和第二功能层，所述第一功能层位于所述电极层之上并与所述基底键合设置，所述第二功能层位于所述第一功能层之上，所述第一功能层与所述第二功能层之间设置有用于承载所述待检测样品的腔道。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述功能层由聚二甲基硅氧烷制备而成。结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，所述基底由铌酸锂、氧化锌或者氧化铝中的任意材料制备而成。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，所述基底由128oYX双面抛光的铌酸锂制备而成。第二方面，本申请实施例提供了一种微流控装置，用于控制第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式中的任一所述的微流控芯片，包括：控制器和信号发生器，所述控制器与所述信号发生器连接；所述控制器，用于控制所述信号发射器按照设定频率产生电信号；所述信号发生器，用于在与所述电极组连接时将产生的电信号发射至所述电极组进行激活，使得被激活的所述电极组产生声波信号。结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，还包括分频器，分频器包括信号输入接口和多个信号输出接口，所述分频器通过所述信号输入接口与所述信号发生器连接，多个所述信号输出接口用于分别连接各个不同的电极组；所述分频器，用于将所述信号发生器产生的电信号分成不同频率的电信号，在与各个不同的电极组连接时，通过所述信号输出接口将所述不同频率的电信号发射至所述电极组进行激活。第三方面，本申请实施例提供了一种微流控系统，包括第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式中的任一所述的微流控芯片以及第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式中的所述的微流控装置。第四方面，本申请实施例提供了一种微流控芯片控制方法，用于控制第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式中的所述的微流控装置，包括：所述控制器控制所述信号发射器按照设定频率产生电信号；所述控制器控制所述信号发生器在与所述电极组连接时将产生的电信号发射至所述电极组进行激活，使得被激活的所述电极组产生声波信号。结合第四方面，本申请实施例提供了第四方面的第一种可能的实施方式，所述方法还包括：所述控制器通过所述信号发生器将所述电信号发射至分频器；所述控制器通过所述分频器将所述电信号分成不同频率的电信号，并发射至所述电极组进行激活。第五方面，本申请实施例提供了一种微流控芯片制备方法，用于制备第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式中的任一所述的微流控芯片，包括：在所述基底上形成光刻胶层；在所述光刻胶层上进行光刻，在所述基底上形成呈阵列排布的设定图形；在所述图形对应的基底上进行溅射，形成电极层，形成的所述电极层形成包括呈阵列排布的多个电极组，以使所述电极组在被激活时将电信号转换为声波信号，并将所述声波信号发射到所述功能层；在所述电极层上形成所述功能层，以使所述功能层承载待检测样品，以及吸收被激活的所述电极组发出的所述声波信号并转换成热能，加热对应被激活的所述电极组位置处承载的所述待检测样品。结合第五方面，本申请实施例提供了第五方面的第一种可能的实施方式，所述在所述光刻胶层上进行光刻，在所述基底上形成呈阵列排布的设定图形，包括：在所述光刻胶层上铺设掩膜进行曝光，所述掩膜为呈阵列排布的所述设定图形；显影溶解在对所述光刻胶层曝光时所述光刻胶层中的非透光区域，在所述基底上形成呈阵列排布的所述设定图形。与现有技术相比，本申请通过外界设备向电极层发射电信号，通过电极层将电信号转换为声波信号，该声波信号能够被功能层吸收产生热能，且电极层包括呈阵列排布的多个电极组，只要分别控制使得多个电极组中的部分电极组被激活，则使得被激活的电极组位置处对应的功能层产生热能，从而该待检测样品进行加热，提供一种能量转换效率高、升温快并可以实现特定区域加热的微流控芯片。为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：基底、依次形成于所述基底上的电极层和功能层，所述电极层包括呈阵列排布的多个电极组；所述电极组，用于被激活时将电信号转换为声波信号，并将所述声波信号发射到所述功能层；所述功能层，用于承载待检测样品，以及吸收被激活的所述电极组发出的所述声波信号并转换成热能，加热对应被激活的所述电极组位置处承载的所述待检测样品。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：基底、依次形成于所述基底上的电极层和功能层，所述电极层包括呈阵列排布的多个电极组；所述电极组，用于被激活时将电信号转换为声波信号，并将所述声波信号发射到所述功能层；所述功能层，用于承载待检测样品，以及吸收被激活的所述电极组发出的所述声波信号并转换成热能，加热对应被激活的所述电极组位置处承载的所述待检测样品。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述电极组包括呈叉指设置的两个叉指电极，同一个所述电极组的两个所述叉指电极的各个叉指宽度相等，各个相邻叉指间的间隙相等，且所述叉指宽度与所述间隙相等。3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，呈阵列排布的多个所述电极组中，各个电极组的叉指电极的叉指宽度相等。4.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，呈阵列排布的多个所述电极组中，同一列电极组的叉指电极的叉指宽度在列方向上递变，同一行电极组的叉指电极的叉指宽度在行方向上递变。5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述功能层包括第一功能层和第二功能层，所述第一功能层位于所述电极层之上并与所述基底键合设置，所述第二功能层位于所述第一功能层之上，所述第一功能层与所述第二功能层之间设置有用于承载所述待检测样品的腔道。6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述功能层由聚二甲基硅氧烷制备而成。7.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述基底由铌酸锂、氧化锌或者氧化铝中的任意材料制备而成。8.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述基底由128oYX双面抛光的铌酸锂制备而成。9.一种微流控装置，用于控制权利要求1至8任一所述的微流控芯片，其特征在于，包括：控制器和信号发生器，所述控制器与所述信号发生器连接；所述控制器，用于控制所述信号发射器按照设定频率产生电信号；所述信号发生器，用于在与所述电极组连接时将产生的电信号发射至所述电极组进行激活，使得被激活的所述电极组产生声波信号。10.根据权利要求9所述的微流控装置，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟龙，郑海荣，王凯悦，周伟，牛丽丽，黄小伟，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44