一种集成式微流控芯片及其光电检测机构制造技术

本实用新型专利技术属于生物或化学仪器设备技术领域，具体涉及一种集成式微流控芯片及其光电检测机构，包括印刷电路板、一个或多个透明导电电极板及介电疏水膜；印刷电路板上开设一个或多个卡槽，每个透明导电电极板嵌入一个卡槽，所述介电疏水膜可拆卸固定并覆盖在内嵌有透明导电电极板的印刷电路板上方。其结合了基于数字微流控芯片的下极板电极密度高、易于大规模生产和基于透明导电电极板或镀金属玻璃板的数字微流控芯片下极板电极透明易于光电检测的优势，大大提高了数字微流控芯片技术的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式微流控芯片及其光电检测机构
本技术属于生物或化学仪器设备
，具体涉及一种集成式微流控芯片及其光电检测机构。
技术介绍
数字微流控芯片是一种在平面芯片上利用介电质上的亲疏水性改变，即电润湿现象，驱动液滴的技术平台。数字微流控芯片通常有上下极板三明治和单极板两种结构。前者由下极板，上极板及上下极板间的垫片组成。液滴被放置在上极板和下极板之间组成三明治结构，上下极板的表面疏水，液滴被放置于上下极板之间，液滴的高度由垫片决定。在三明治结构的数字微流控芯片中，上极板通常为透明导电电极且未经过图案化；下极板为由经过图案化制成的电极阵列组成的，并由介电材料覆盖。上极板与下极板的表面由疏水材料构成。通常上极板作为接地电极，下极板电极阵列上的每个电极都可以被独立加电，不加电的其它电极接地或电气悬空。通过对下极板阵列上的单个或组合电极加电，其表面由疏水转变为亲水产生电润湿力，从而驱动位于临近电极上的液滴运动、分裂或融合至加电的目标电极上。数字微流控芯片的下极板通常在印刷电路板、透明电极材料或镀金属玻璃板上制得，它们各有优缺点。基于多层印刷电路板的数字微流控芯片下极板电极的密度高，大规模生产容易，但不透明，无法实现对液滴内部组分进行光吸收信号的检测；由透明电极或可刻蚀部分去除的镀金属玻璃板构成的下极板电极为透明，但密度低，大规模生产的难度大。而在数字微流控芯片免疫诊断、分子诊断、合成生物学、DNA存储等重要应用中，往往需要高密度、数量多的电极以适应大规模诊断与自动微量样品处理与准备，以及光透明电极以适应光电检测的需要。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
存在的缺陷，本技术提供一种集成式微流控芯片及其光电检测机构，其结合了基于数字微流控芯片的下极板电极密度高、易于大规模生产和基于透明导电电极板或镀金属玻璃板的数字微流控芯片下极板电极透明易于光电检测的优势，大大提高了数字微流控芯片技术的实用性。为达到上述目的，一方面，本技术所采用的技术方案是一种集成式微流控芯片，其包括印刷电路板、一个或多个透明导电电极板及介电疏水膜；所述印刷电路板上开设一个或多个卡槽，每个透明导电电极板嵌入一个卡槽，所述介电疏水膜可拆卸固定并覆盖在内嵌有透明导电电极板的印刷电路板上方。基于上述技术方案，在向印刷电路板上放置液滴后，将由透明电极板构成的上极板放置在由印刷电路板与一个或多个透明导电电极板组合而成的下极板的垫片上。在向透明导电电极板上边界电极的邻位电极施加电压时，液滴被电润湿力或介电泳力驱动至所述邻位电极上，并可继续通过施加驱动电压，将液滴驱动至所述透明导电电极板上的液滴光电检测区。需要说明的是，所述介电疏水膜通过固定机构覆盖并固定于印刷电路板与透明导电电极板的数字微流控芯片表面，在完成液滴驱动实验后可揭掉上述介电疏水膜，并更换新的介电疏水膜，集成印刷电路板和透明导电电极板的数字微流控芯片可以重复使用。进一步的，所述透明导电电极板与印刷电路板水平，所述印刷电路板与透明导电电极板衔接位置，印刷电路板边界上的液滴驱动电极与透明导电电极板边界上的液滴驱动电极间的最近水平距离小于或等于0.25毫米。基于上述技术方案，透明导电电极板需要对准，并且调平，再进行固定，这样更加有利于液滴由印刷电路板至透明导电电极板的驱动。进一步的，所述集成式微流控芯片还包括上极板及上极板、下极板之间的垫片。进一步的，所述透明导电电极板为内置透明电极嵌件，所述透明导电电极板放置于卡槽内，透明导电电极板上设置有引出电极触点，印刷电路板上开设的与印刷电路板上电极连接的导电弹针孔，导电弹针孔内部固定弹针，弹针接触引出电极触点，透明导电电极板同时通过锁紧螺栓组件固定在印刷电路板上。进一步的，所述透明导电电极板为边置透明电极嵌件，透明导电电极板放置于卡槽内，并通过定位和锁紧机构将透明导电电极板固定于印刷电路板开设的卡槽内。优选的，所述定位和锁紧机构包括桥接弹针连接器、桥接弹针、第二锁紧螺栓组件；所述桥接弹针连接器通过第二锁紧螺栓组件固定在印刷电路板上，桥接弹针连接器一侧的桥接弹针接触第二透明导电电极板上的ITO引出电极触点，所述桥接弹针连接器另一侧的桥接弹针接触印刷电路板上电极的触点。需要说明的是，根据透明导电电极板的形状、大小及结构，决定其与印刷电路板的固定形式，可以采用直接通过卡槽进行固定，或者采用其他固定件进行固定。优选的，所述介电疏水膜为镀疏水或超疏水材料的聚乙烯、派瑞林、聚酰胺、聚酰亚胺、氧化铝、云母中的一种或多种。基于上述技术方案，介电疏水膜可为镀疏水或超疏水材料的聚乙烯、派瑞林、聚酰胺、聚酰亚胺、氧化铝、云母等一种或多种有机或无机介电材料，但不限于以上材料，疏水或超疏水材料可为特氟龙及衍生材料，但不限于以上材料。在向下极板上放置液滴后，将由透明电极构成的上极板放置在下极板上的垫片上。在向透明导电电极板上边界电极的邻位电极施加电压时，液滴被电润湿力或介电泳力驱动至所述邻位电极上，并可继续通过施加驱动电压，将液滴驱动至所述透明导电电极板上的液滴光电检测区。其中一种技术方案，所述透明导电电极板包括第一透明导电电极板及第二透明导电电极板；所述第一透明导电电极板全部内嵌在印刷电路板内，第二透明导电电极板部分内嵌在印刷电路板内。进一步的，所述介电疏水膜通过固定机构可拆卸固定在所述印刷电路板上，所述固定机构包括压框及若干固定螺钉，印刷电路板对应位置开设螺栓孔，若干固定螺钉穿过压框与螺栓孔连接。基于上述技术方案，所述介电疏水膜由介电层和疏水层组成，并由机械外框（即压框）连接保证强度，介电层向下覆盖于印刷电路板数字微流控芯片（即印刷电路板）与透明导电电极芯片（即透明导电电极板），利用固定装置固定于印刷电路板数字微流控芯片（即印刷电路板）与透明导电电极芯片（即透明导电电极板）表面，是二者连接为一体成为集成式数字微流控芯片的下极板。另一方面，本技术公开的技术方案为采用上述的集成式微流控芯片的液滴控制方法，具体为，所述印刷电路板边界上的液滴驱动电极与透明导电电极板边界上的液滴驱动电极同时施加电压时，所述介电疏水膜表面变为亲水，将所述印刷电路板边界电极上的液滴驱动电极驱动至所述透明导电电极板上的边界电极，在向透明导电电极板上边界电极的邻位电极施加电压时，液滴被驱动至所述邻位电极上，继续通过施加驱动电压，将液滴驱动至所述透明导电电极板上的液滴光电检测区。再者，本技术公开的技术方案还包括一种集成式微流控芯片的光电检测机构，其包括发射光源及光电检测器，所述发射光源置于透明导电电极板一侧，光电检测器置于透明导电电极板另一侧。基于上述技术方案，针对集成印刷电路板与透明导电基板的数字微流控液滴的光电检测机构，包括发射光源，透镜、滤光镜和采集光电二极管等，所述发射光源，透镜置于透明导电电极板数字微流控芯片液滴光电检测区的待检测液滴之下，在透明导电电极板上方放置滤光镜和采集光电二极管等，用于检测液滴内部组分的光信号。所述发射光源包括但不仅限于可见光、紫外光、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成式微流控芯片，其特征在于：包括印刷电路板、一个或多个透明导电电极板及介电疏水膜；印刷电路板上开设一个或多个卡槽，每个透明导电电极板嵌入一个卡槽，所述介电疏水膜可拆卸固定并覆盖在内嵌有透明导电电极板的印刷电路板上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成式微流控芯片，其特征在于：包括印刷电路板、一个或多个透明导电电极板及介电疏水膜；印刷电路板上开设一个或多个卡槽，每个透明导电电极板嵌入一个卡槽，所述介电疏水膜可拆卸固定并覆盖在内嵌有透明导电电极板的印刷电路板上方。


2.根据权利要求1所述的一种集成式微流控芯片，其特征在于：所述透明导电电极板与印刷电路板水平。


3.根据权利要求1所述的一种集成式微流控芯片，其特征在于：所述印刷电路板边界上的液滴驱动电极与透明导电电极板边界上的液滴驱动电极间的最近水平距离小于或等于0.25毫米。


4.根据权利要求1所述的一种集成式微流控芯片，其特征在于：所述集成式微流控芯片还包括上极板及上极板、下极板之间的垫片。


5.根据权利要求1所述的一种集成式微流控芯片，其特征在于：所述透明导电电极板为内置透明电极嵌件，所述透明导电电极板放置于卡槽内，透明导电电极板上设置有引出电极触点，印刷电路板上开设的与印刷电路板上电极连接的导电弹针孔，导电弹针孔内部固定弹针，弹针接触引出电极触点，透明导电电极板同时通过锁紧螺栓组件固定在印刷电路板上。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖成模，
申请(专利权)人：大连量子流体控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21