一种基于数字控制的液滴移动装置、方法及微流控芯片制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数字控制的液滴移动装置、方法及微流控芯片，所述基于数字控制的液滴移动装置，包括基片、端口、电极组件以及电极引线；所述端口、电极组件以及电极引线设置在所述基片上，所述端口通过所述电极引线发送电压信号给所述电极组件；其特征在于；所述电极组件包括第一电极、输液电极通道以及第二电极；所述输液电极通道由电极组成，用于将液体从第一电极输送到第二电极；本发明专利技术通过输液电极通道接收端口输出的电压信号，利用液体的电润湿原理，控制第一电极的液滴移动到第二电极进行检测，无需人工操作、移动速度快、效率高，且控制精度高、液滴消耗量小。

A Droplet Moving Device, Method and Microfluidic Chip Based on Digital Control

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字控制的液滴移动装置、方法及微流控芯片
本专利技术涉及微流控芯片
，尤其涉及一种基于数字控制的液滴移动装置、方法及微流控芯片。
技术介绍
微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、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度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。当前微流控系统主要以模拟控制为主，表现为在封闭的微通道或微管路内，通过微泵和微阀改变液流的流速、压力等参数，从而实现液体的定向移动。这种微流控技术当前得到了一些应用，其实质是一种在微小的空间里对模拟量的控制，整个液流空间实现密闭并不容易，尤其在驱动液体流动时，微泵加压时极易引起液体泄漏，并具有控制精度低、试剂消耗量大等很多缺点。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的旨在提供一种基于数字控制的液滴移动装置，通过端口给电极组件输入电压信号，控制液滴的移动，无需人工操作、移动速度快、效率高且液滴消耗量小。为了实现本专利技术的第一个目的，本专利技术采用了如下技术方案一种基于数字控制的液滴移动装置，包括基片、端口、电极组件以及电极引线；所述端口、电极组件以及电极引线设置在所述基片上，所述端口通过所述电极引线发送电压信号给所述电极组件；所述电极组件包括第一电极、输液电极通道以及第二电极；所述输液电极通道由电极组成，用于将液体从第一电极输送到第二电极。进一步地，所述第一电极用于存储液体；所述第二电极的数量为多个；所述输液电极通道用于从所述第一电极存储的液体中分离出液滴，向多个第二电极中的部分或全部输送液滴。进一步地，第二电极所述输液电极通道包括至少一条主干电极通道和至少与所述第二电极数量相等的多条分支电极通道，一条分支电极通道对应一个第二电极，一条分支电极通道至少为一条主干电极通道的分支，相邻两条分支电极通道隔离设置；所述主干电极通道用于从所述第一电极存储的液体中分离出液滴，并将液滴输送给分支电极通道；所述分支电极通道用于将液滴分别输送给对应的第二电极。作为具体的实施方式，所述主干电极通道由多个输液电极单元组成，每条分支电极通道由多个输液电极单元组成，每条分支电极通道至少与一条主干电极通道共用一个输液电极单元。作为具体的实施方式，所述主干电极通道由多个输液电极单元沿着纵向设置；所述多条分支电极通道由多个输液电极单元沿着横向平行设置，相邻两条分支通道至少间隔一个输液电极单元。进一步地，所述第一电极的尺寸大于所述输液电极单元的尺寸。进一步地，所述第一电极的尺寸与所述输液电极单元的尺寸的比值大于或等于所述第二电极的数量。作为具体的实施方式，所述多个第二电极沿着纵向隔离设置。作为具体的实施方式，所述第一电极包括第二电极阵列；所述第二电极阵列包括梳背部以及梳齿数量至少比所述主干电极通道的数量多一个的梳齿部，相邻两个梳齿的中间隔离嵌入一条主干电极通道。作为具体的实施方式，所述第一电极还包括设置在靠近所述梳背部一侧的第一电极阵列；所述第一电极阵列呈“T”形或条形；所述第一电极阵列靠近所述梳背部的一侧设置有凹槽，所述梳背部靠近所述第一电极阵列的一侧设置有嵌入所述凹槽的凸出部，或，所述梳背部靠近所述第一电极阵列的一侧设置有凹槽，所述第一电极阵列靠近所述梳背部一侧的设置有嵌入所述凹槽的凸出部。进一步地，所述液滴移动装置还包括基片涂层；所述基片涂层包括从下到上依次涂覆在电极组件上的绝缘涂层和第二疏水涂层。进一步地，所述液滴移动装置还包括布设在电极组件外围的液滴阻挡物，用于防止液滴移动到电极组件以外的区域。进一步地，所述液滴阻挡物包括设置在所述第二电极外围的第二电极阻挡物，用于防止从所述输液电极通道移动到所述第二电极的液滴移动到所述第二电极以外的区域。进一步地，所述液滴阻挡物还包括设置在所述第一电极外围的第一电极阻挡物，用于防止第一电极上的液体移动到第一电极和输液电极通道以外的区域。进一步地，所述液滴阻挡物还包括设置在所述电极组件整体外围的整区阻挡物，用于限制液滴移动到所述电极组件以外的区域。作为具体的实施方式，所述液滴阻挡物由布设在所述基片上的丝印制成。作为具体的实施方式，所述第二电极放置有用于检测的预存试剂；所述第一电极存储的液体包括需要检测的溶液。进一步地，所述液滴移动装置还包括与所述端口电连接的加热丝；所述加热丝设置在所述基片上，用于给液滴加热。进一步地，所述液滴移动装置还包括与所述端口电连接的热敏电阻；所述热敏电阻设置在所述基片上，用于探测所述第二电极的温度。进一步地，所述液滴移动装置还包括固定设置在所述基片远离所述盖片一侧的底垫；所述底垫上设置有容纳所述热敏电阻的热敏电阻容纳槽，所述热敏电阻装配在所述热敏电阻容纳槽内。进一步地，所述液滴移动装置还包括固定设置在所述基片远离所述盖片一侧的底垫；所述底垫采用导热材料制作。本专利技术的第二个目的旨在提供一种基于数字控制的液滴移动方法，通过端口给电极组件输入电压信号，控制液滴的移动，无需人工操作、移动速度快、效率高且液滴消耗量小。为了实现本专利技术的第二个目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于数字控制的液滴移动方法，包括以下步骤：进液步骤，将液体加载在第一电极上；输液步骤，输液电极通道通过电极引线从端口接收电压，在电压的驱动下将第一电极的液体输送给第二电极；复融步骤，移动到第二电极的液体与第二电极上的预存试剂复融。进一步地，所述输液步骤包括以下步骤，(1)输液电极通道通过电极引线从端口接收电压，在电压的驱动下从第一电极分离出液滴；(2)输液电极通道通过电极引线从端口接收电压，在电压的驱动下将从第一电极分离出液滴输送给第二电极。进一步地，所述输液步骤的步骤(1)为主干电极通道通过电极引线从端口接收电压，在电压的驱动下从第一电极分离出液滴；所述输液步骤的步骤(2)包括以下步骤，(21)主干电极通道通过电极引线从端口接收电压，在电压的驱动下将从第一电极分离出液滴输送给分支电极通道；(22)分支电极通道通过电极引线从端口接收电压，在电压的驱动下将从主干电极通道接收的液滴输送给第二电极。本专利技术的第三个目的旨在提供一种基于数字控制的微流控芯片。为了实现本专利技术的第三个目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于数字控制的微流控芯片，包括上述基于数字控制的液滴移动装置，还包括盖片以及间隔物；所述间隔物设置在所述盖片与所述基片之间，用于形成液滴移动空间；所述盖片上设置有用于加入液滴的进液口以及用于输出液滴的出液口。进一步地，所述盖片靠近所述基片一侧的表面设置有盖片涂层；所述盖片涂层为涂覆在所述盖片上的第一疏水涂层。进一步地，所述盖片上还设置有用于加入油性物质的进油口。进一步地，还包括设置在所述进液口上的导流机构。作为具体的实施方式，所述设置在进液口上的导流机构为活塞。本专利技术有益效果：本专利技术通过输液电极通道接收端口输出的电压信号，利用液体的电润湿原理，控制第一电极存储的液滴移动到第二电极，控制精度高、液滴消耗量小。进一步地，本专利技术通过第一电极存储液体，通过输液电极通道从第一电极分离出的液滴，并输送给多个检测电极，操作简单的同时，提高了操作效率。进一步地，本专利技术通过多条分支电极通道将主干电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字控制的液滴移动装置，包括基片、端口、电极组件以及电极引线；所述端口、电极组件以及电极引线设置在所述基片上，所述端口通过所述电极引线发送电压信号给所述电极组件；其特征在于；所述电极组件包括第一电极、输液电极通道以及第二电极；所述输液电极通道由电极组成，用于将液体从第一电极输送到第二电极。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字控制的液滴移动装置，包括基片、端口、电极组件以及电极引线；所述端口、电极组件以及电极引线设置在所述基片上，所述端口通过所述电极引线发送电压信号给所述电极组件；其特征在于；所述电极组件包括第一电极、输液电极通道以及第二电极；所述输液电极通道由电极组成，用于将液体从第一电极输送到第二电极。2.根据权利要求1所述的液滴移动装置，其特征在于：所述第一电极用于存储液体；所述第二电极的数量为多个；所述输液电极通道用于从所述第一电极存储的液体中分离出液滴，向多个第二电极中的部分或全部输送液滴。3.根据权利要求2所述的液滴移动装置，其特征在于：第二电极所述输液电极通道包括至少一条主干电极通道和至少与所述第二电极数量相等的多条分支电极通道，一条分支电极通道对应一个第二电极，一条分支电极通道至少为一条主干电极通道的分支，相邻两条分支电极通道隔离设置；所述主干电极通道用于从所述第一电极存储的液体中分离出液滴，并将液滴输送给分支电极通道；所述分支电极通道用于将液滴分别输送给对应的第二电极。4.根据权利要求3所述的液滴移动装置，其特征在于：所述主干电极通道由多个输液电极单元组成，每条分支电极通道由多个输液电极单元组成，每条分支电极通道至少与一条主干电极通道共用一个输液电极单元。5.根据权利要求4所述的液滴移动装置，其特征在于：所述主干电极通道由多个输液电极单元沿着纵向设置；所述多条分支电极通道由多个输液电极单元沿着横向平行设置，相邻两条分支通道至少间隔一个输液电极单元。6.根据权利要求4所述的液滴移动装置，其特征在于：所述第一电极的尺寸大于所述输液电极单元的尺寸。7.根据权利要求6所述的液滴移动装置，其特征在于：所述第一电极的尺寸与所述输液电极单元的尺寸的比值大于或等于所述第二电极的数量。8.根据权利要求2-7任意一项所述的液滴移动装置，其特征在于：所述多个第二电极沿着纵向隔离设置。9.根据权利要求1-7任意一项所述的液滴移动装置，其特征在于：所述第一电极包括第二电极阵列；所述第二电极阵列包括梳背部以及梳齿数量至少比所述主干电极通道的数量多一个的梳齿部，相邻两个梳齿的中间隔离嵌入一条主干电极通道。10.根据权利要求9所述的液滴移动装置，其特征在于：所述第一电极还包括设置在靠近所述梳背部一侧的第一电极阵列；所述第一电极阵列呈“T”形或条形；所述第一电极阵列靠近所述梳背部的一侧设置有凹槽，所述梳背部靠近所述第一电极阵列的一侧设置有嵌入所述凹槽的凸出部，或，所述梳背部靠近所述第一电极阵列的一侧设置有凹槽，所述第一电极阵列靠近所述梳背部一侧的设置有嵌入所述凹槽的凸出部。11.根据权利要求1-7任意一项所述的液滴移动装置，其特征在于：还包括基片涂层；所述基片涂层包括从下到上依次涂覆在电极组件上的绝缘涂层和第二疏水涂层。12.根据权利要求1-7任意一项所述的液滴移动装置，其特征在于：还包括布设在电极组件外围的液滴阻挡物，用于防止液滴移动到电极组件以外的区域。13.根据权利要求12所述的液滴移动装置，其特征在于：所述液滴阻挡物包括设置在所述第二电极外围的第二电极阻挡物，用于防止从所述输液电极通道移动到所述第二电极的液滴移动到所述第二电极以外的区域。14.根据权利要求13所述的液滴移动装置，其特征在于：所述液滴阻挡物还包括设置在所述第一电极外围的第一电极阻挡物，用于防止第一电极上的液体移动到第一电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天蓝，董铖，邬祥俊，窦佳敏，梁美贤，米常莉，
申请(专利权)人：珠海市迪奇孚瑞生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44