微流控芯片及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种微流控芯片及其驱动方法，涉及微流控技术领域，微流控芯片包括内部区域和边缘区域，内部区域包括第一置物区、反应区、第二置物区和通道区；微流控芯片还包括第一基板、第二基板和通道区，通道区包括沿第一基板朝向第二基板的一侧设置的第一电极层、压电材料块和通道，通道包括反应区连通第一置物区和第二置物区的第一分支通道和第二分支通道，任一分支通道均包括入口端、出口端和中间通道，压电材料块至少设置于每个分支通道的入口端和出口端。通过第一电极层驱使压电材料块形变挤压液体流动，有利于保障液体的正常流动；仅设置一个电极层实现对于压电材料块的驱动，有利于节省微流控芯片的制作材料，简化相应制作流程。

Microfluidic chip and its driving method

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片及其驱动方法
本专利技术涉及微流控
，更具体地，涉及一种微流控芯片及其驱动方法。
技术介绍
微流控(Microfluidics)技术指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的一种技术。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台。微流控芯片具有并行采集和处理样品、集成化高、高通量、分析速度快、功耗低、物耗少，污染小等特点。微流控芯片技术可以应用于生物基因工程、疾病诊断和药物研究、细胞分析、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定等领域。传统的微流控芯片是通过在药物区两端施加较大的压力以驱动药物区中的液体向反应区移动。由于微流控芯片中用于液体流动的管道极细，因此通过使用外界压力的液体很难在小管径的微通道中实现良好的移动，且通过外界压力控制液体流动，微通道中分叉的个数是有限的，很难实现同时并行多次试验或者同时进行多类试验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种微流控驱动芯片及其驱动方法，用以解决现有技术中微流控芯片中分支微通道设置数量受限的问题；且本申请通过单层电极层驱动压电材料块发生形变进而挤压液体移动的方式，有利于节约微流控芯片制作材料，简化制作过程。第一方面，本申请提供一种微流控芯片，包括内部区域和围绕所述内部区域的边缘区域，所述内部区域包括第一置物区、反应区、第二置物区和通道区；所述微流控芯片还包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板，所述通道区设置于所述第一基板和所述第二基板之间，所述通道区至少包括沿所述第一基板朝向所述第二基板的一侧依次设置的第一电极层、压电材料块和通道，所述反应区分别通过所述通道连通所述第一置物区和所述第二置物区；所述通道至少包括所述反应区连接所述第一置物区的第一分支通道和连接所述第二置物区的第二分支通道，任一所述分支通道均包括入口端、出口端和位于所述入口端和所述出口端之间中间通道，所述压电材料块至少设置于每个所述分支通道的所述入口端和所述出口端。第二方面，本申请提供一种微流控芯片的驱动方法，包括：分别向第一置物区和第二置物区放置待测液体；外部信号连接端子向第一电极层传输电信号，所述电信号驱动压电材料块发生形变；所述待测液体随所述压电材料块的形变挤压向反应区移动。与现有技术相比，本专利技术提供的一种微流控芯片及其驱动方法，至少实现了如下的有益效果：本申请通过在微流控芯片中通道的下侧设置多个具有形变功能的压电材料块，通过压电材料块形变挤压液体流动，省去了对液体进行加压的过程，有利于保障液体的正常流动；压电材料块至少设置于每个分支通道的入口端和出口端，有利于实现微流控芯片中第一置物区和第二置物区之间可通过分支通道连接多个反应区，实现同时并行多次试验或者同时进行多类试验；且本申请压电材料块远离通道的一侧对应设置有一个能够驱使压电材料块发生形变的第一电极层，本申请通过仅设置一个第一电极层实现对于压电材料块的驱动，有利于节省微流控芯片的制作材料，简化相应制作流程。当然，实施本专利技术的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1所示为本申请实施例提供的微流控芯片的俯视图；图2所示为图1所示的微流控芯片AB段的一种截面图；图3所示为图1所示的微流控芯片NN’的一种截面图；图4所示为图1所示的微流控芯片NN’的另一种截面图；图5所示为图1所示的微流控芯片MM’的一种截面图；图6所示为图1所示的微流控芯片MM’的另一种截面图；图7所示为图1所示的微流控芯片AB段的另一种截面图；图8所示为图1所示的微流控芯片PP’的一种截面图；图9所示为图1所示的微流控芯片NN’的再一种截面图；图10所示为本申请实施例提供的微流控芯片的驱动方法的一种流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。传统的微流控芯片是通过在药物区两端施加较大的压力以驱动药物区中的液体向反应区移动。由于微流控芯片中用于液体流动的管道极细，因此通过使用外界压力的液体很难在小管径的微通道中实现良好的移动，且通过外界压力控制液体流动，微通道中分叉的个数是有限的，很难实现同时并行多次试验或者同时进行多类试验。有鉴于此，本专利技术提供了一种微流控驱动芯片及其驱动方法，用以解决现有技术中微流控芯片中分支微通道设置数量受限的问题；且本申请通过单层电极层驱动压电材料块发生形变进而挤压液体移动的方式，有利于节约微流控芯片制作材料，简化制作过程。图1所示为本申请实施例提供的一种微流控芯片的俯视图，图2所示为本申请实施例提供的一种微流控芯片的AB段的一种截面图，请参照图1和图2，本申请提供了一种微流控芯片100，包括内部区域10和围绕内部区域10的边缘区域11，内部区域10包括第一置物区12、反应区13、第二置物区14和通道区；微流控芯片100还包括第一基板15、与第一基板15相对设置的第二基板16，通道区设置于第一基板15和第二基板16之间，通道区至少包括沿第一基板15朝向第二基板16的一侧依次设置的第一电极层17、压电材料块18和通道19，反应区13分别通过通道19连通第一置物区12和第二置物区14；通道19至少包括反应区13连通第一置物区12的第一分支通道191和连通第二置物区14的第二分支通道192，任一分支通道190均包括入口端21、出口端22和位于入口端21和出口端22之间中间通道23，压电材料块18至少设置于每个分支通道190的入口端21和出口端22。具体地，本申请提供了一种包括内部区域10和边缘区域11的微流控芯片100，内部区域10用于药物的流动并反应，边缘区域11可用于设置各种驱动组件；内部区域10至少包括第一置物区12、反应区13、第二置物区14和通道区，第一置物区12和第二置物区14用于放置待测药物、待测样本等，反应区13用于第一置物区12和第二置物区14中两种液体药物进行化学反应。微流控芯片100还包括第一基板15和第二基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括内部区域和围绕所述内部区域的边缘区域，所述内部区域包括第一置物区、反应区、第二置物区和通道区；所述微流控芯片还包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板，所述通道区设置于所述第一基板和所述第二基板之间，所述通道区至少包括沿所述第一基板朝向所述第二基板的一侧依次设置的第一电极层、压电材料块和通道，所述反应区分别通过所述通道连通所述第一置物区和所述第二置物区；/n所述通道至少包括所述反应区连通所述第一置物区的第一分支通道和连通所述第二置物区的第二分支通道，任一所述分支通道均包括入口端、出口端和位于所述入口端和所述出口端之间中间通道，所述压电材料块至少设置于每个所述分支通道的所述入口端和所述出口端。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括内部区域和围绕所述内部区域的边缘区域，所述内部区域包括第一置物区、反应区、第二置物区和通道区；所述微流控芯片还包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板，所述通道区设置于所述第一基板和所述第二基板之间，所述通道区至少包括沿所述第一基板朝向所述第二基板的一侧依次设置的第一电极层、压电材料块和通道，所述反应区分别通过所述通道连通所述第一置物区和所述第二置物区；
所述通道至少包括所述反应区连通所述第一置物区的第一分支通道和连通所述第二置物区的第二分支通道，任一所述分支通道均包括入口端、出口端和位于所述入口端和所述出口端之间中间通道，所述压电材料块至少设置于每个所述分支通道的所述入口端和所述出口端。


2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板之间还包括疏水层，所述通道通过去除部分所述疏水层形成。


3.根据根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述疏水层为绝缘疏水层；所述疏水层和所述第一基板之间还包括绝缘层。


4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括设置于所述边缘区域的至少一个外部信号连接端子，所述外部信号连接端子设置于所述第一电极层远离所述第一基板的一侧，且所述外部信号连接端子与所述第一电极层电连接。


5.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述边缘区域包括镂空区，所述镂空区沿垂直于所述第一基板所在平面的方向贯穿所述第二基板、所述疏水层和部分所述绝缘层，所述镂空区暴露所述外部信号连接端子。


6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，沿垂直于所述通道的延伸方向，所述第一电极层的宽度大于等于所述通道的宽度，所述压电材料块的宽度大于所述通道的宽度。


7.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述中间通道至少包括一个所述压电材料块。

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【专利技术属性】
技术研发人员：席克瑞，秦锋，崔婷婷，刘金娥，孔祥建，彭旭辉，
申请(专利权)人：厦门天马微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35