[發明專利]數字微流控基板及其制作方法、數字微流控芯片及方法

有效

• 申請號: 201710780455.3
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN109420532B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 耿越;蔡佩芝;龐鳳春;古樂;車春城;薛海林;邵喜斌
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;北京京東方光電科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 滕一斌

本發明公開了一種數字微流控基板及其制作方法、數字微流控芯片及方法，屬于微流控技術領域。該數字微流控基板包括襯底基板、設置在襯底基板上的液滴控制單元和溫度檢測單元，所述液滴控制單元包括依次設置在所述襯底基板上的電極層、介質層和疏水層，所述電極層包括多個控制電極，所述溫度檢測單元包括多個溫度傳感器，所述多個溫度傳感器和所述多個控制電極一一對應設置，且對應的溫度傳感器和控制電極在垂直于襯底基板的方向上重疊設置。

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，特別涉及一種數字微流控基板及其制作方法、數字微流控芯片及方法。

背景技術

數字微流控是一種以獨立液滴為操控單元的流體控制技術。該技術能夠通過精確操控液滴移動，實現液滴的融合、分離等操作，完成各種生物化學反應。常見的數字微流控芯片通過在控制電極上施加電壓，從而驅動液體朝指定方向移動。

對于一些對溫度變化敏感或要求控溫的生物化學反應，需要對生物化學反應的溫度進行監測。目前，通過將現有的溫度傳感器(例如熱電偶等)直接粘貼固定在數字微流控芯片的外表面，從而實現對數字微流控芯片上的生物化學反應的環境溫度監測。由于普通的溫度傳感器的體積較大，因此只能檢測數字微流控芯片上較大區域的溫度，不利于精確監測液滴在數字微流控基板上移動過程中的溫度。

發明內容

為克服相關技術中存在采用熱電偶等溫度傳感器檢測數字微流控芯片的溫度時精確度較低的問題，本發明提供了一種數字微流控基板及其制作方法、數字微流控芯片及方法。所述技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種數字微流控基板，包括襯底基板、設置在襯底基板上的液滴控制單元和溫度檢測單元，所述液滴控制單元包括依次設置在所述襯底基板上的電極層、介質層和疏水層，所述電極層包括多個控制電極，所述溫度檢測單元包括多個溫度傳感器，所述多個溫度傳感器和所述多個控制電極一一對應設置，且對應的溫度傳感器和控制電極在垂直于襯底基板的方向上重疊設置。

在本發明實施例的一種實施方式中，所述液滴控制單元和所述溫度檢測單元設置在所述襯底基板的同一側。

在本發明實施例的另一種實施方式中，所述每個溫度傳感器均包括地電極和設置在地電極上的PN結，所述PN結設置在所屬的溫度傳感器對應的控制電極和所屬的溫度傳感器的地電極之間。

在本發明實施例的另一種實施方式中，所述溫度傳感器在所述襯底基板上的正投影區域位于對應的所述控制電極在所述襯底基板上的正投影區域內，且所述溫度傳感器在所述襯底基板上的正投影區域的面積小于所述控制電極在所述襯底基板上的正投影區域的面積。

可選地，所述多個控制電極可以呈矩陣布置、呈直線型布置、呈十字形布置或呈井字形布置。

可選地，所述控制電極為矩形電極、多邊形電極或不規則形狀的電極。

在本發明實施例的又一種實施方式中，相鄰的所述控制電極之間的間距為50μm～200μm。

在本發明實施例的又一種實施方式中，所述數字微流控基板還包括多個控制引腳和多個溫度引腳，每個所述控制引腳通過控制引線與對應的所述控制電極連接，每個所述溫度引腳通過溫度引線與對應的所述溫度傳感器連接，所述控制引腳和所述溫度引腳設置在所述襯底基板的不同側。

在本發明實施例的又一種實施方式中，所述控制引線與所述控制電極不同層設置，所述控制引線與所述控制電極通過過孔連接。

第二方面，本發明實施例還提供了一種數字微流控芯片，包括平行間隔設置的上基板和下基板，且所述上基板和所述下基板密封連接，所述下基板為前述第一方面提供的數字微流控基板，所述上基板包括襯底基板和依次設置在襯底基板上的參比電極、介質層和疏水層，所述上基板上設有試劑孔。