[實用新型]一種微流控芯片及其控制系統

有效

• 申請號: 201820569382.3
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN208302807U
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 周國富;路亞旭;羅智杰;謝淑婷;羅健坤;林偉杰;水玲玲
• 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院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 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;洪銘福

本實用新型公開了一種微流控芯片，通過在上極板設置至少兩個通孔用做液滴的入口和/或液滴的出口；下極板的微電極陣列包括至少兩個通孔電極、主通道區、至少一個混合旁路通道區和/或至少一個分離旁路通道區和/或至少一個移動旁路通道區，通孔貫穿上極板并正對著通孔電極的位置；提高微流控芯片的工作效率，實現了對液滴的靈活操作；還提供一種微流控芯片的控制系統，克服了現有微流控芯片對液滴的操作單一且進行多種液滴操作時，所需操作復雜的技術問題，本實用新型實現了對微流控芯片的快速控制，并且簡化微流控芯片的控制流程，利用電容測量單元構成反饋回路以提高對液滴操作的精確度。

技術領域

本實用新型涉及微流控裝置領域，尤其是一種微流控芯片及其控制系統。

背景技術

“芯片實驗室(Labona chip)”是在一個幾平厘米的芯片上，通過微電極陣列來控制流體，實現樣品的制備、合成、分離、檢測等基本操作，完成常規化生物或化學實驗室上的各種檢測分析功能。目前眾多的微流控芯片是基于通道中的連續流體，而另一類操作液滴的芯片則是數字微流控，憑借其可配置、試劑用量小、易實現自動化等優勢吸引著越來越多的研究者研究，最常見的驅動方式有介電潤濕、電潤濕，電泳、介電泳、靜電力等，基于介電潤濕的數字微流控芯片發展得最快。

基于介電潤濕的數字微流控芯片通常包括上、下兩層極板，其中上層極板由玻璃基板，沉淀在玻璃基板上的ITO，以及旋涂在ITO表面的疏水層構成；下層極板由玻璃基板，沉淀在玻璃基板上的微電極陣列,覆涂在微電極陣列的電介層以及旋涂在電介層上的疏水層構成，由支撐物進行上下兩層極板的連接，微液滴置于上下兩層極板之間。主控模塊通過控制上極板和微電極陣列來實現液滴分裂、移動、合成、分離四種基本操作。

但是在傳統的基于介電潤濕的數字微流控芯片中，在不改變參數的情況下，其對液滴的操作比較單一或者實現四種基本操作需要不斷調整各個參數，操作復雜，具有一定的局限性。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種微流控芯片及其控制系統，用于提高微流控芯片的工作效率，并且簡化微流控芯片的控制流程。

本實用新型所采用的技術方案是：一種微流控芯片，包括上極板、下極板和設置在所述上極板、下極板之間的微液滴，所述上極板包括由下而上依次設置的上基板、零電極層和第一疏水層；所述下極板包括由下而上依次設置的下基板、微電極陣列、電介層以及第二疏水層；

所述上極板還設置有至少兩個通孔用做液滴的入口和/或液滴的出口；

所述微電極陣列包括至少兩個通孔電極、主通道區、至少一個混合旁路通道區和/或至少一個分離旁路通道區和/或至少一個移動旁路通道區；所述混合旁路通道區的電極用于實現微液滴的混合操作，所述分離旁路通道區的電極用于實現微液滴的分離操作，所述移動旁路通道區的電極用于實現微液滴的移動操作；所述通孔電極、混合旁路通道區、分離旁路通道區、移動旁路通道區設置在主通道區的周圍，所述通孔貫穿上極板并正對著通孔電極的位置。

進一步地，所述微電極陣列的電極之間的間距范圍為0.01mm-0.5mm。

進一步地，所述微電極陣列的電極的形狀為半月形或正方形。

進一步地，所述通孔電極、混合旁路通道區、分離旁路通道區、移動旁路通道區分別與主通道區垂直。

進一步地，所述混合旁路通道區、分離旁路通道區、移動旁路通道區的電極的大小小于通孔電極的大小。

進一步地，所述分離旁路通道區和混合旁路通道區的電極數目為至少5個。

進一步地，所述移動旁路通道區的電極數目為至少3個。

本實用新型所采用的另一技術方案是：一種微流控芯片的控制系統，包括主控單元、電極驅動單元、電容測量單元和所述的微流控芯片；