基于数字微流控芯片的液滴分离装置及分离方法制造方法及图纸

本申请提供的基于数字微流控芯片的液滴分离装置及分离方法，包括设置于所述数字微流控芯片上的方形电极阵列以及设置于所述方形电极阵列上的叉指电极组合，含有液滴的液滴移动到施加高频介电泳信号的叉指电极时，液滴受介电泳力与流体曳力的合力方向使得液滴按一定方向排列以实现所述液滴的撕裂，得到液滴分布更平均的子液滴，解决了数字微流控平台上更加可控、均一的液滴分选和分离，可以使得现有基于数字微流控芯片的液滴分离更为可靠。基于数字微流控芯片的液滴分离更为可靠。基于数字微流控芯片的液滴分离更为可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于数字微流控芯片的液滴分离装置及分离方法


[0001]本申请属于微流控
，具体涉及一种基于数字微流控芯片的液滴分离装置及分离方法。

技术介绍

[0002]介电润湿是指通过改变绝缘基板间电压，使得板间液滴表面电荷积累导致表面能变化，从而使得接触角变化的现象。基于介电润湿原理的数字微流控芯片通过在平行板间的电极阵列上按一定顺序施加电压，使得表面张力驱动液滴移动。在实现液滴移动的基础上，目前数字微流控越来越多地应用于液滴内的液滴分离和分选，进一步，用于单液滴层面的分离。
[0003]介电泳是物质在外加电场下受到极化而顺着电场方向进行排列的现象。物质的介电常数往往随着外加电场的频率而改变；而外加电压和介电常数最终影响介电泳力。通过改变电压频率和电压大小，该特性被广泛地应用于液滴的操纵。
[0004]现有的基于微流控的介电泳操纵液滴方法常见于沟道式微流控。液体从入口持续泵入，沟道上方间隔设置电位，电场方向与液体流动速度方向成特定角度，使得液滴受介电泳力与流体曳力的合力方向为某一特定倾斜方向，从而统一向该方向移动。另一种方案中，在沟道下方设置一对特定倾斜角度的叉指电极。电场方向倾斜后，液滴所受合力方向与流动方向一致，排列为均一的一行，故不需要设置倾斜管道。
[0005]现有数字微流控芯片上的液滴分离主要依赖于液滴移动和撕裂方式，液滴分离到子液滴的随机性较大，精确度不高。而现有基于介电泳的液滴操控方法能够精确地控制液滴随着流体的流向，却不能灵活获得离散的包含液滴的液滴。

技术实现思路

>[0006]鉴于此，有必要针对现有技术存在的缺陷提供一种可以获得离散、均一的液滴分选的液滴分离装置。
[0007]为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
[0008]本申请的目的之一，在于提供了一种基于数字微流控芯片的液滴分离装置，包括设置于所述数字微流控芯片上的方形电极阵列以及设置于所述方形电极阵列上的叉指电极组合，所述方形电极阵列包括若干个普通电极，所述叉指电极组合包括若干个间隔排列的叉指电极。
[0009]在其中一些实施例中，与所述叉指电极相邻的普通电极的尺寸相同。
[0010]在其中一些实施例中，若干个间隔排列的叉指电极的倾斜角度不同。
[0011]在其中一些实施例中，所述倾斜角度可根据所述数字微流控芯片尺寸参数和液滴性质得到。
[0012]本申请的目的之二，在于提供一种液滴分离装置的分离方法，包括下述步骤：
[0013]在任意一所述叉指电极两侧分别施加高频介电泳信号和低频电润湿信号；
[0014]移动液滴至所述叉指电极位置；
[0015]所述叉指电极停止供电，并在任意一所述普通电极的两侧施加低频电润湿信号，以实现所述液滴的撕裂。
[0016]在其中一些实施例中，还包括下述步骤：将所述液滴至更小电极区域，进行分级撕裂。
[0017]在其中一些实施例中，所述液滴包括微珠或细菌或细胞。
[0018]在其中一些实施例中，多组所述叉指电极尺寸的边长比例为1：2：4：
…
N，以实现二分法撕裂液滴。
[0019]本申请采用上述技术方案具备下述效果：
[0020]本申请提供的基于数字微流控芯片的液滴分离装置及分离方法，包括设置于所述数字微流控芯片上的方形电极阵列以及设置于所述方形电极阵列上的叉指电极组合，含有液滴的液滴移动到施加高频介电泳信号的叉指电极时，液滴受介电泳力与流体曳力的合力方向使得液滴按一定方向排列以实现所述液滴的撕裂，得到液滴分布更平均的子液滴，解决了数字微流控平台上更加可控、均一的液滴分选和分离，可以使得现有基于数字微流控芯片的液滴分离更为可靠。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例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，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例1提供的数字微流控芯片的液滴分离装置。
[0023]图2为本申请实施例1提供的数字微流控芯片的设计版图。
[0024]图3为本申请实施例2提供的液滴分离装置的分离方法的步骤流程图。
[0025]图4为本申请实施例2提供的液滴受力图。
[0026]图5为本申请实施例2提供的正方形数字微流控芯片上液滴移动流场仿真示意图。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0028]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]实施例1
[0031]请参阅图1，为本申请实施例提供的基于数字微流控芯片的液滴分离装置的结构示意图，包括：设置于所述数字微流控芯片上的方形电极阵列110以及设置于所述方形电极阵列110上的叉指电极组合120。所述方形电极阵列110包括若干个普通电极111，所述叉指电极组合120包括若干个间隔排列的叉指电极121。
[0032]在其中一些实施例中，若干个间隔排列的叉指电极121的倾斜角度不同。
[0033]可以理解，所述倾斜角度可根据所述数字微流控芯片尺寸参数和液滴性质计算得到。
[0034]在本实施例中，间隔设置的叉指电极121采用15
°
/10
°
/7.5
°
三种角度。每种倾斜角度的叉指电极121设计3个尺寸，尺寸比例均为2：1，分别为400/200/100μm。各叉指的齿宽分别为45/20/6μm。受加工工艺线宽影响，齿距均为6μm，请参阅图2，其中：1、2、3区域分别为400、200、100um边长电极。2区域从左至右；3区域从下至上的叉指倾斜角度分别为15
°
、10
°
、7.5
°
。
[0035]可以理解，叉指电极121的尺寸参数(倾斜角度、齿宽、齿距)可根据信号(频率、大小)、芯片尺寸(电极大小、极板间隙)不同进行变化。
[0036]在其中一些实施例中，与所述叉指电极121本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字微流控芯片的液滴分离装置，其特征在于，包括设置于所述数字微流控芯片上的方形电极阵列以及设置于所述方形电极阵列上的叉指电极组合，所述方形电极阵列包括若干个普通电极，所述叉指电极组合包括若干个间隔排列的叉指电极。2.根据权利要求1所述的液滴分离装置，其特征在于，与所述叉指电极相邻的普通电极的尺寸相同。3.根据权利要求1所述的液滴分离装置，其特征在于，若干个间隔排列的叉指电极的倾斜角度不同。4.根据权利要求3所述的液滴分离装置，其特征在于，所述倾斜角度可根据所述数字微流控芯片尺寸参数和液滴性质得到。5.一种根据权利要求1所述的液滴分离装置的分离方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晨璇，
申请(专利权)人：广东奥素液芯微纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：