基于超滑技术的数字微流控单元以及数字微流控系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于超滑技术的数字微流控单元以及数字微流控系统，包括基底、设于基底内部的驱动部件和设于基底上的若干个滑动部件，滑动部件包括超滑片和用于粘附微流体的亲水修饰层，亲水修饰层设于超滑片的外侧，超滑片与所述基底的接触面为超滑面，基底和超滑片为超滑接触。本实用新型专利技术提供的基于超滑技术的数字微流控单元，改变了微流体与基底之间的接触界面，超滑片和基底之间超滑接触，可以实现极低摩擦、无磨损的滑动，能够实现超长寿命的快速驱动，能够适用于微小液体的操控，还可以实现移动、分离、融合和离心等的控制，扩大了数字微流控系统的应用范围。扩大了数字微流控系统的应用范围。扩大了数字微流控系统的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
基于超滑技术的数字微流控单元以及数字微流控系统


[0001]本技术涉及结构超滑的
，具体涉及一种基于超滑技术的数字微流控单元以及数字微流控系统。

技术介绍

[0002]在现有的数字微流控系统中，常见的微流体的驱动方式有介电润湿驱动、声表面波驱动、磁力驱动和温度梯度驱动等。数字微流控系统可以操控的微流体尺寸一般是毫米及毫米以上，且对反应物的需求量较多，现有数字微流控系统操控微流体运动的速度较慢，一般在cm/s的量级，导致反应所需要的时间被大大延长。
[0003]造成上述现象的原因是：在对微流体进行操控时，微流体的驱动力来自外界的驱动源，微流体的驱动力F
A
与微流体的特征长度L是三次方的关系，即为F
A
～L3；而阻力来自微流体与基底界面之间的粘附，阻力F
D
与微流体的特征长度L是二次方的关系，即为F
D
～L2。因此，当特征长度L逐渐变小时，驱动力F
A
比阻力F
D
减小得更快，当特征长度L足够小时，驱动力F
A
不足以克服阻力F
D
，则微流体无法被进行驱动，即现有的驱动方式无法实现对微小的液滴的驱动。
[0004]另外，现有的数字微流控系统无法对微小的液滴进行驱动，在对液滴进行操控时，仅可以实现移动、分离、控温和融合等简单操作。离心作为生物化学实验中的重要且常用操作，但是，由于现有的数字微流控系统对单个微流体的操控是全局性的，无法对其进行局部操控，因此不能够实现离心的操作，严重限制了数字微流控系统的推广和应用。
[0005]因此，急需一种可以对小尺度的微流体，尤其是微米级的微流体进行快速和多功能操控的数字微流控平台。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种基于超滑技术的数字微流控单元以及数字微流控系统，以解决现有技术中的数字微流控平台对于小尺度的微流体不能够进行快速和多功能操控的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种基于超滑技术的数字微流控单元，设于基底的上方并用于操控微流体运动，包括至少一个滑动部件，所述滑动部件包括超滑片和用于粘附微流体的亲水修饰层，所述亲水修饰层设于所述超滑片的外侧，所述超滑片与所述基底的接触面为超滑面，所述基底和所述超滑片为超滑接触。
[0008]进一步地，所述亲水修饰层位于所述超滑片的顶面，所述亲水修饰层的表面具有亲水图案化修饰。
[0009]进一步地，所述滑动部件还包括设于所述超滑片和所述亲水修饰层之间的岛盖。
[0010]进一步地，所述滑动部件的数量为两个或两个以上，且所有所述滑动部件阵列排布并拼接成整体。
[0011]进一步地，所述超滑片的长度和宽度的范围为1至20微米。
[0012]本技术还公开了一种基于超滑技术的数字微流控系统，包括基底、驱动部件和设于所述基底上的若干个如上所述的基于超滑技术的数字微流控单元，所述数字微流控单元由所述驱动部件驱动在所述基底上滑动。
[0013]进一步地，所述驱动部件的数量为一个，且所述驱动部件同时驱动所有所述数字微流控单元运动。
[0014]进一步地，所述基底上具有若干个工位，且每个工位对应一个所述数字微流控单元，每个工位内均设有一个所述驱动部件，所述驱动部件驱动所述数字微流控单元移动至下一工位。
[0015]进一步地，若干所述工位组合为至少一个环形工位阵列，所述环形工位阵列层状排布。
[0016]进一步地，每一层的所述环形工位阵列中至少一个工位上未设置所述数字微流控单元。
[0017]本技术提供的基于超滑技术的数字微流控单元以及数字微流控系统的有益效果在于：
[0018]1、改变了微流体与基底之间的接触界面。微流体与基底之间不直接接触，而是与超滑片形成“微流体
‑
超滑片
‑
基底”的接触模式，相较于现有技术中微流体直接与基底接触的模式，其粘附力略小，且微流体能够与滑动部件的运动同步，可以在驱动部件的驱动下达到快速的移动，而不受到微流体的特征长度的限制。并且，超滑片和基底之间超滑接触，可以实现极低摩擦、无磨损的滑动，能够实现超长寿命的快速驱动。
[0019]2、超滑片的尺寸一般亚微米到微米量级，因此超滑片所搭载的微流体的尺寸也是亚微米到微米量级，能够适用于微小液体的操控，多个数字微流控单元可以拼接和组合形成一个大尺度的微流控单元，能够适应较大尺寸的液体的控制，其适用面积更广。
[0020]3、可以通过对多个数字微流控单元的批量控制，还可以实现移动、分离、融合和离心等的控制，仅需要对数字微流控单元的位置进行调整和控制即可，其控制方式简单，且不仅能够实现全局性的操控，还可以针对单个数字微流控单元进行局部的操控，扩大了数字微流控系统的应用范围。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本技术实施例提供的基于超滑技术的数字微流控单元的结构示意图；
[0023]图2为本技术实施例提供的基于超滑技术的数字微流控单元的结构示意图；
[0024]图3为本技术实施例提供的基于超滑技术的数字微流控系统的结构示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1、基底；2、数字微流控单元；3、微流体；11、工位；21、滑动部件；211、超滑片；212、亲水修饰层；213、岛盖。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超滑技术的数字微流控单元，设于基底的上方并用于操控微流体运动，其特征在于：包括至少一个滑动部件，所述滑动部件包括超滑片和用于粘附微流体的亲水修饰层，所述亲水修饰层设于所述超滑片的外侧，所述超滑片与所述基底的接触面为超滑面，所述基底和所述超滑片为超滑接触。2.如权利要求1所述的基于超滑技术的数字微流控单元，其特征在于：所述亲水修饰层位于所述超滑片的顶面，所述亲水修饰层的表面具有亲水图案化修饰。3.如权利要求1所述的基于超滑技术的数字微流控单元，其特征在于：所述滑动部件还包括设于所述超滑片和所述亲水修饰层之间的岛盖。4.如权利要求1至3任一项所述的基于超滑技术的数字微流控单元，其特征在于：所述滑动部件的数量为两个以上，且所有所述滑动部件阵列排布并拼接成整体。5.如权利要求1至3任一项所述的基于超滑技术的数字微流控单元，其特征在于：所述超滑片的长度和宽度的范围为1至20微米。6.基于超滑技术的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李闯，徐芦平，邓杨，向小健，郑泉水，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：