一种微流控芯片、温控系统以及扩增仪技术方案

本发明专利技术涉及一种微流控芯片，包括薄膜半导体器件以及液滴驱动电极，于微流控芯片表面封装出可供反应溶液加入的反应腔室，微流控芯片具有内置的不少于一个用于对芯片反应腔内的反应溶液进行快速升温的加热结构，能在芯片上实现多个温区。还提供一种温控系统，包括上述的微流控芯片。还提供一种扩增仪，包括上述的温控系统。本发明专利技术将加热单元、温度传感单元内置于微流控芯片中，将微流控技术与温度控制技术相结合，将温控集成到同一芯片上，减小体积，为相关生物化学医学等实验提供便捷的有效手段。段。段。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片、温控系统以及扩增仪


[0001]本专利技术涉及扩增仪
，具体为一种微流控芯片、温控系统以及扩增仪。

技术介绍

[0002]温控系统是PCR进行生物实验的重要组成部分。扩增仪主要应用于基因的体外分离技术，广泛应用于分子生物学的基础研究和应用分析中，如临床医学诊断、传染病诊断、基因克隆和工业质量控制等领域。利用核酸扩增仪进行生物医学研究时，能够为核酸扩增过程提供所需的温度条件，实现研究中对目的基因的扩增、基因的克隆和测序、基因的表达、制备单链模板、致突变等目的；将核酸扩增仪应用于临床研究时，能够辅助实验人员进行遗传学疾病的诊断和治疗、肿瘤研究、病原体检测、基因分型等；核酸扩增仪还可以应用于法医鉴定领域，进行个体识别和亲子鉴定。
[0003]传统的扩增仪结构复杂，其大多是用传统的半导体加热制冷片进行加热制冷，整个系统体积较大，反应溶液要在反应腔内静止式实现三个温度循环，温度的重现性较差，对温度控制系统的控温能力有着较高的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种微流控芯片、温控系统以及扩增仪，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种微流控芯片，包括薄膜半导体器件以及液滴驱动电极，于微流控芯片表面封装出可供反应溶液加入的反应腔室，微流控芯片具有内置的用于对芯片反应腔内的反应溶液进行快速升温的加热结构，同时集成与加热结构相对应的温度检测、反馈结构，能在芯片上实现多个温区，所述液滴驱动电极驱使反应溶液在各温区中移动，所述液滴驱动电极驱使所述反应溶液在各所述温区中移动以实现核酸扩增。
[0006]进一步，各所述温区沿同一方向依次排布。
[0007]进一步，包括像素控制电路，所述像素控制电路至少具有一个2T1C电路，单独控制每个像素的电阻丝加热，其中电阻丝加热需要外接一个可编程的电源VCC。
[0008]进一步，每个像素中，每个单独的液滴驱动电极下都有电阻丝进行加热，每个所述液滴驱动电极均有一个与之对应的加热结构进行加热。
[0009]进一步，在每个像素加入薄膜半导体器件，实现整行或列控制液滴驱动电极以及电阻丝的开启或关闭。
[0010]进一步，还包括连接孔，所述液滴驱动电极和所述加热结构通过所述连接孔连接。
[0011]进一步，还包括覆盖在所述液滴驱动电极上第一介电层，以及位于所述液滴驱动电极和所述加热结构之间的第二介电层。
[0012]进一步，所述加热结构设于玻璃基底上。
[0013]本专利技术实施例提供另一种技术方案：一种温控系统，包括上述的微流控芯片。
[0014]本专利技术实施例提供另一种技术方案：一种扩增仪，包括控制器、散热结构以及上述的温控系统，所述控制器控制输入电压控制所述微流控芯片进行加热，同时集成与加热结构相对应的温度检测、反馈结构，驱使所述加热结构和所述散热结构维持温度。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]1、针对传统定量扩增仪结构工艺复杂、体积过大、不具备升降温的功能等问题，将加热单元、温度传感单元内置于微流控芯片中，将微流控技术与温度控制技术相结合，研究微流控芯片结构及工艺，解决微流控技术与温度控制高度集成等问题，将温控集成在到同一芯片上，减小温控系统体积，为相关生物化学医学等实验提供便捷的有效手段。
[0017]2、基于薄膜电子技术的微流控芯片集成微流控技术与温度控制技术一体，能对芯片反应腔内的反应溶液进行快速的升温，在芯片上能实现多个温区并行排布，使反应液滴在温度均一性较好的温区移动，完成核酸扩增。
[0018]3、可以准确的控制温度，又可以在加热片上实现微流控操作，可实现反应腔室内的快速传热，反应液滴在腔室内移动，进而实现快速降温或快速升温，如此减少了循环扩增时间，提高了检测效率。
[0019]4、可对单个或某行某列液滴驱动电极升温加热。
[0020]5、通过与显示背板制造商的合作代工模式，借助成熟的大规模TFT背板量产技术，降低了制造成本。
[0021]6、可适用于其他核酸检测例如PCR，恒温扩增，或着其他集微流控和有温度需要的相关生物化学医学实验。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的薄膜半导体器件只控制液滴驱动电极的开断的第一示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的截面图(未画出薄膜半导体器件，且薄膜半导体器件只控制液滴驱动电极的开断)；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的半导体器件同时控制移液电极和加热电阻丝的开断的示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的薄膜半导体器件只控制液滴驱动电极的开断的第二示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的截面图(画出了薄膜半导体器件，且半导体器件同时控制移液电极和加热电阻丝的开断)；
[0027]图6为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片表面的温区示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的液滴驱动电极的驱动示意图；
[0029]图8为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的液滴驱动电极的驱动的信号时序图；
[0030]图9为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的液滴驱动电极的驱动合并一半像素后的示意图；
[0031]图10为本专利技术实施例提供的一种微流控芯片的液滴驱动电极的驱动合并全部像素后的示意图；
[0032]附图标记中：1
‑
正极；2
‑
负极；3
‑
第一介电层；4
‑
液滴驱动电极；5
‑
连接孔；6
‑
第二介电层；7
‑
发热结构；8
‑
玻璃基底；9
‑
薄膜半导体器件。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]请参阅图1至图6，本专利技术实施例提供一种微流控芯片，包括薄膜半导体器件以及液滴驱动电极，于微流控芯片表面封装出可供反应溶液加入的反应腔室，微流控芯片具有内置的用于对芯片反应腔内的反应溶液进行快速升温的加热结构，同时集成与加热结构相对应的温度检测、反馈结构，能在芯片上实现多个温区，所述液滴驱动电极驱使反应溶液在各温区中移动，所述液滴驱动电极驱使所述反应溶液在各所述温区中移动以实现核酸扩增。优选的，请参阅图6，各所述温区沿同一方向依次排布。优选的，请参阅图3和图4，本微流控芯片还包括像素控制电路，包括像素控制电路，所述像素控制电路至少具有一个2T1C电路，单独控制每个像素的加热丝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于：包括薄膜半导体器件以及液滴驱动电极，于微流控芯片表面封装出可供反应溶液加入的反应腔室，微流控芯片具有内置的不少于一个用于对芯片反应腔内的反应溶液进行快速升温的加热结构，能在芯片上实现多个温区。2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述加热结构设于玻璃基底上，同时集成与加热结构相对应的温度检测、反馈结构。3.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述液滴驱动电极驱使反应溶液在各温区中移动，所述液滴驱动电极驱使所述反应溶液在各所述温区中移动以实现核酸扩增。4.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：包括像素控制电路，所述像素控制电路至少具有一个2T1C电路，单独控制每个像素的电阻丝加热，其中电阻丝加热需要外接一个可编程的电源VCC。5.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：每个像素中，每个单独的液滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑荣，何海澎，林月桦，
申请(专利权)人：佛山奥素博新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：