[發明專利]一種微流控芯片及基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法

有效

• 申請號: 201410147757.3
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103934048A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 金名亮;朱云飛;水玲玲;周國富
• 申請（專利權）人: 華南師范大學;深圳市國華光電科技有限公司;深圳市國華光電研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01J13/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

技術領域

本發明涉及微膠囊制造技術，尤其涉及一種微流控芯片及基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法。

背景技術

目前，電泳電子紙在市場上已經有產品，其主要的原理是利用膠體化學中的電泳現象，在透明微膠囊的內部加入具有帶電粒子的電泳顏料粒子，并將微膠囊封裝成顯示材料，顯示屏幕由TFT控制。電泳電子紙顯示頻的原理是將帶有不同電荷的顏料粒子包裹進微膠囊中，當上下極板間的像素格加載上電場時，帶電的顏料粒子就會在電場的作用下發生電泳遷移，依據同性相斥，異性相吸的理論，兩種不同顏色的顏料粒子就會發生分離，通過加載電壓的時間又可以控制顏料粒子的移動，從而顯示出圖像需要的不同灰階，以達到顯示效果。

傳統方法制備微膠囊，很難精確控制微膠囊的大小和尺寸，這會帶來兩個方面的問題。第一個是電壓驅動方面，電泳顯示時，由于不同粒徑的微膠囊顯示同一圖像所需要的加壓時間不一樣，所以在設計驅動程序很難滿足每一個屏幕的要求，特別是對于批量生產的屏幕來說，由于微膠囊本身的粒徑不一樣，每一批屏幕的驅動波形就不一致，使得驅動程序的設計存在很大困難。第二個存在的問題是，由于大小不一的微膠囊混合在一起，很難研究出膠囊粒徑與顯示效果之間的關系，如果能夠制備出大小完全一致的微膠囊，則有利于研究出什么尺寸的膠囊更有利于圖像的變化和圖像的清晰度。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種能控制微膠囊尺寸大小，且結構簡單的一種微流控芯片。

本發明的另一個目的是提供一種能控制微膠囊尺寸大小一致的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種微流控芯片，包括液珠通道、聚合通道和集液池，所述液珠通道的流出端通過聚合通道連接至集液池的輸入端，所述液珠通道與聚合通道的連接處垂直設有進樣通道，所述聚合通道上垂直設有PH控制通道。

作為所述的一種微流控芯片的進一步改進，所述液珠通道為單通道或Y型結構通道或陣列型結構通道。

作為所述的一種微流控芯片的進一步改進，所述液珠通道和聚合通道均是深度為50um和寬度為100um的通道。

本發明所采用的另一技術方案是：

一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法，包括以下步驟：

A、將濃度為1%的明膠和阿拉伯膠等比例混合水溶液作為外相溶液；

B、將濃度為1.7%的顏料顆粒與四氯乙烯混合溶液作為內相溶液；

C、將外相溶液和內相溶液分別以不同的流速通過進樣通道加入至液珠通道的透明分散介質中，生成得到直徑均一的液珠；

D、通過PH控制通道加入流速為10ul/min的PH=3.9的醋酸水溶液至聚合通道的液珠中，得到酸化后的液珠；

E、將酸化后的液珠收集至集液池，并靜置30min；

F、用去離子水對靜置后的液珠進行清洗三遍或三遍以上，得到洗滌后的微膠囊水溶液；

G、將洗滌后的微膠囊水溶液降至10℃以下；

H、對降溫后的微膠囊水溶液加入濃度為25%-50%的茂二醛溶液，并晃動攪拌，使得茂二醛與微膠囊能充分混合；

I、將混合后的溶液置于4℃的環境中冷藏10小時，形成得到固化微膠囊。

作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進一步改進，所述步驟F用去離子水對靜置后的液珠進行清洗，包括：

F1、對靜置后的液珠緩慢加入去離子水；

F2、將液珠靜置直到微膠囊沉降；

F3、除去上層清液。

作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進一步改進，所述步驟A中的外相溶液還添加有濃度為0.02%的十二烷基硫酸鈉作為穩定劑。

作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進一步改進，所述顏料顆粒為耐曬翠綠色淀或二氧化鈦或碳黑染料。

作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進一步改進，所述步驟B中的內相溶液還添加有濃度為1%的的山梨糖醇酐油酸酯作為表面活性劑。

作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進一步改進，所述步驟C中的外相溶液的流速為10ul/min，所述步驟C中的內相溶液的流速為1ul/min。

作為所述的一種基于微流控芯片的電泳微膠囊制造方法的進一步改進，所述步驟C中的液珠的直徑為50um。

本發明的有益效果是：

本發明一種微流控芯片能通過控制生成的液滴尺寸，從而實現制備出均一尺寸的微膠囊，而且本發明結構簡單，能大大減少生產成本。