微流控检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微流控检测装置，属于微流控技术领域，微流控检测装置的第一基板包括第一衬底

【技术实现步骤摘要】
微流控检测装置


[0001]本专利技术涉及微流控
，更具体地，涉及一种微流控检测装置
。

技术介绍

[0002]微流控
(Micro
‑
fluidic)
技术是一种以在微米或更小尺度空间对流体进行操控为主要特征的技术，因其具有流体操作简便
、
高单分散性
、
小型化
、
低成本
、
高灵敏度
、
高通量等优点，目前该技术已经与化学
、
生物学
、
工程学和物理学等诸学科形成交叉，展示出了广泛的应用前景
。
对于微流控液滴技术的应用主要在于对液滴的操控，比如实现液滴的分裂
、
融合
、
混合
、
分选等功能
。
因此微流控技术在生物医学研究
、
药物合成筛选
、
环境监测与保护
、
卫生检疫
、
司法鉴定
、
生物试剂的检测等众多领域的应用具有极为广阔的前景
。
[0003]为了适应多样本
、
快速检测，减少人工操作，现有技术中相继推出各种全自动微流控检测仪
。
虽然这些自动化仪器减少了人工操作，解放了劳动力，消除了试验中的主观误差，但是由于现有的生物分子微阵列芯片一般均是将反应与检测分离，就是将完成分裂
、
融合
、
混合<br/>、
分选等反应功能的液滴在检测仪器中进行浓度等数据的检测
。
如目前现场快速检测领域对生物分子
(
核酸
)
主要基于定时荧光定量聚合酶链式反应或者滚环扩增法技术；该技术仍属于生物实验方法范畴，难以实现多指标精确定量检测，而且存在检测样本需求量大，设备昂贵
、
体积大，操作复杂等等问题
。
[0004]因此，提供一种不仅可以实现定点
、
定时
、
定量生物反应与精确检测，有利于大大降低样本的需求量，节约成本，还有利于缩短检测时间，提高检测效率和检测精度的微流控检测装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种微流控检测装置，以解决现有技术中的微流控反应设备无法兼顾检测，检测灵敏度有限，检测设备成本大
、
操作复杂的问题
。
[0006]本专利技术公开了一种微流控检测装置，包括：相对设置的第一基板和第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的液滴行进层；第一基板至少包括第一衬底
、
驱动阵列层
、
第一电极层和第一疏水层，驱动阵列层位于第一衬底朝向第二基板的一侧，第一电极层位于驱动阵列层朝向第二基板的一侧，第一疏水层位于驱动阵列层朝向第二基板的一侧；第二基板至少包括第二衬底
、
第二电极层和第二疏水层，第二电极层位于第二衬底朝向第一基板的一侧，第二疏水层位于第二电极层朝向第一基板的一侧；微流控检测装置包括多个第一单元和多个第二单元，第一电极层至少包括多个驱动电极，驱动电极位于第一单元；第一单元包括微流控单元电路，第二单元包括检测单元电路，检测单元电路和微流控单元电路均位于驱动阵列层；检测单元电路至少包括无机晶体管和有机晶体管，有机晶体管至少包括有机半导体部，有机晶体管与敏感电极电连接，敏感电极位于第二单元，敏感电极所在膜层位于无机晶体管所在膜层远离第一衬底的一侧；在第二单元，第一基板朝向第二基板的一侧包括第一镂空孔，第一镂空孔至少贯穿第一疏水层，第一镂空孔暴露敏感电极
。
[0007]与现有技术相比，本专利技术提供的微流控检测装置，至少实现了如下的有益效果：
[0008]本专利技术提供的微流控检测装置中不仅设置了用于实现液滴行进以便发生反应
、
混合
、
分选等操作的第一单元，还集成了用于将反应
、
混合
、
分选等操作后的液滴进行浓度等数据检测的第二单元
。
包括无机晶体管的检测单元电路的制程可以采用面板领域成熟无机晶体管的制作技术，成本较低，易于实现大面积阵列化制备，降低与外部系统连接以及封装等工艺难度，且无机晶体管的制作工艺可以兼容本身已较为成熟的透明导电电极作为良好的敏感电极材料，不仅可以在微流控结构的设备中集成生物检测的第二单元，而且制程难度小，有利于提高制程效率和制程难度
。
在进行微量样品的反应与检测时，由于在第二单元的位置第一镂空孔至少贯穿第一疏水层，第一镂空孔暴露敏感电极，第二单元的位置不存在疏水层材料，第二单元位置具有较高的亲水性，因此已经反应后的待检测溶液样本从相邻的第一单元转移至第二单元时，仅通过界面亲疏水性的差异就可以实现，不需要通过电极的电位来调控表面亲疏水性
。
第二单元可以直接作为检测点，不会额外消耗基板上的空间资源
。
本专利技术的微流控检测基板，通过将包括微流控单元电路的第一单元
、
包括检测单元电路的第二单元集成于同一装置中，不仅可以实现定点
、
定时
、
定量生物反应与精确检测，有利于大大降低样本的需求量，节约成本，还可以通过包括有机晶体管的检测单元电路提高检测灵敏度，还有利于缩短检测时间，提高检测效率和检测精度
。
而异质集成的有机晶体管和无机晶体管的检测单元电路，可以在现有制程成熟的无机晶体管的膜层结构之上另做有机晶体管膜层结构，还可以降低制程难度，提高制程效率
。
[0009]当然，实施本专利技术的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果
。
[0010]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
[0011]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
。
[0012]图1是本专利技术实施例提供的微流控检测装置的平面结构示意图；
[0013]图2是图1中
A
‑
A
’
向的一种剖面结构示意图；
[0014]图3是本专利技术实施例提供的微流控检测装置的另一种平面结构示意图；
[0015]图4是本专利技术实施例提供的微流控检测装置的另一种平面结构示意图；
[0016]图5是本专利技术实施例提供的微流控检测装置的另一种平面结构示意图；
[0017]图6是图4中
B
‑
B
’
向的一种剖面结构示意图；
[0018]图7是图4中
B
‑
B
’
向的另一种剖面结构示意图；
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微流控检测装置，其特征在于，包括：相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液滴行进层；所述第一基板至少包括第一衬底
、
驱动阵列层
、
第一电极层和第一疏水层，所述驱动阵列层位于所述第一衬底朝向所述第二基板的一侧，所述第一电极层位于所述驱动阵列层朝向所述第二基板的一侧，所述第一疏水层位于所述驱动阵列层朝向所述第二基板的一侧；所述第二基板至少包括第二衬底
、
第二电极层和第二疏水层，所述第二电极层位于所述第二衬底朝向所述第一基板的一侧，所述第二疏水层位于所述第二电极层朝向所述第一基板的一侧；所述微流控检测装置包括多个第一单元和多个第二单元，所述第一电极层至少包括多个驱动电极，所述驱动电极位于所述第一单元；所述第一单元包括微流控单元电路，所述第二单元包括检测单元电路，所述检测单元电路和所述微流控单元电路均位于所述驱动阵列层；所述检测单元电路至少包括无机晶体管和有机晶体管，所述有机晶体管至少包括有机半导体部，所述有机晶体管与敏感电极电连接，所述敏感电极位于所述第二单元，所述敏感电极所在膜层位于所述无机晶体管所在膜层远离所述第一衬底的一侧；在所述第二单元，所述第一基板朝向所述第二基板的一侧包括第一镂空孔，所述第一镂空孔至少贯穿所述第一疏水层，所述第一镂空孔暴露所述敏感电极
。2.
根据权利要求1所述的微流控检测装置，其特征在于，所述第二单元在所述第一衬底所在平面的正投影面积大于所述第一单元在所述第一衬底所在平面的正投影面积
。3.
根据权利要求1所述的微流控检测装置，其特征在于，沿平行于所述第一衬底所在平面的方向，相邻两个所述第二单元之间至少包括三个所述第一单元
。4.
根据权利要求1所述的微流控检测装置，其特征在于，在所述第二单元，所述第二基板朝向所述第一基板的一侧包括第二镂空孔，所述第二镂空孔至少贯穿所述第二疏水层和所述第二电极层
。5.
根据权利要求4所述的微流控检测装置，其特征在于，所述第二基板包括至少一个进样孔，所述进样孔至少贯穿所述第二衬底
、
所述第二电极层和所述第二疏水层；所述第二镂空孔和所述进样孔以外区域的所述第二电极层为一体连接结构
。6.
根据权利要求1所述的微流控检测装置，其特征在于，在垂直于所述第一衬底所在平面的方向上，所述有机半导体部所在膜层位于所述无机晶体管所在膜层远离所述第一衬底的一侧
。7.
根据权利要求1所述的微流控检测装置，其特征在于，所述第一基板还包括第三电极层，所述第三电极层位于所述驱动阵列层远离所述第一衬底的一侧；在所述第二单元，所述第三电极层包括参比电极；在所述第二单元，所述第一基板朝向所述第二基板的一侧包括第三镂空孔，所述第三镂空孔至少贯穿所述第一疏水层，所述第三镂空孔暴露所述参比电极
。8.
根据权利要求7所述的微流控检测装置，其特征在于，所述第一电极层的制作材料包括透明导电材料，所述第三电极层和所述第一电极层的制作材料不同
。9.
根据权利要求8所述的微流控检测装置，其特征在于，所述第三电极层的制作材料包括
Ag/AgCl
电极
、Hg/HgO
电极
、
甘汞电极中的任一者
。
10.
根据权利要求7所述的微流控检测装置，其特征在于，所述第三电极层位于所述第一电极层远离所述第一衬底的一侧，所述第三电极层与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钰坤，龚顺，卢浩天，王林志，章凯迪，林柏全，席克瑞，秦锋，
申请(专利权)人：上海天马微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：