[發明專利]一種微流控組件、微流控芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201910049371.1
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109590039B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 趙楠;肖月磊;姚文亮;龐鳳春;蔡佩芝;廖輝;古樂;趙瑩瑩;耿越
• 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: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

本發明涉及微流控技術領域，公開了一種微流控組件、微流控芯片及其制備方法。其中，微流控組件，包括對向設置以形成微腔的第一基板和對向基板，其中，所述第一基板包括：第一襯底；柔性基材層，設置于所述第一襯底朝向所述對向基板的一側；所述柔性基材層背離所述第一襯底的一側表面具有陣列分布的柱狀微結構，所述柱狀微結構的頂端設有磁性材料；電磁結構，設置于所述柔性基材層背離所述對向基板的一側，被配置為在通電狀態下生成磁場、以驅動所述磁性材料帶動所述柱狀微結構的頂端發生偏移。該微流控組件可以提高液滴移動的連續性和靈活性。

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，特別涉及一種微流控組件、微流控芯片及其制備方法。

背景技術

片上實驗室可以將生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程，由于其可以降低成本，檢測時間短，靈敏度高等優點，已經在生物、化學、醫學反應和分離等等領域展現巨大前景。

介電潤濕(EWOD)現階段較為主流的一種離散液滴驅動方式，它是通過在介質膜下面的微電極陣列上施加電勢，改變介質膜與表面液體潤濕特性，即通過局部改變液滴和固體表面的三相接觸角，造成液滴兩端不對稱形變，使液滴內部產生壓強差，來驅動液滴。典型EWOD的下基板通常由襯底、電極陣列、介電層、疏水層構成，一般每個電極都有獨立的薄膜晶體管(TFT)控制，功耗低，可對液滴的驅動進行控制。然而，由于EWOD陣列電極間距最小為50μm左右，液滴最小每次移動25μm，表現為成塊移動，因此移動過程不夠連續也不靈活。

發明內容

本發明公開了一種微流控組件、微流控芯片及其制備方法，目的是提高液滴移動的連續性和靈活性。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種微流控組件，包括對向設置以形成微腔的第一基板和對向基板，其中，所述第一基板包括：

第一襯底；

柔性基材層，設置于所述第一襯底朝向所述對向基板的一側；所述柔性基材層背離所述第一襯底的一側表面具有陣列分布的柱狀微結構，所述柱狀微結構的頂端設有磁性材料；

電磁結構，設置于所述柔性基材層背離所述對向基板的一側，被配置為在通電狀態下生成磁場、以驅動所述磁性材料帶動所述柱狀微結構的頂端發生偏移。

上述微流控組件中，柔性基材層背離第一襯底的一側表面具有柱狀微結構，柱狀微結構頂端具有磁性材料，可在磁場驅動下帶動柱狀微結構發生彎折，使柔性基材層表面粗糙度減小，進而減小液滴在柔性基材層表面的疏水角，導致液滴沿柔性基材層表面移動；具體的，可以通過電磁結構產生的磁場，驅動部分柱狀微結構彎折，以改變柔性基材層部分表面的疏水性，實現對液滴的驅動。該微流控組件中，由于液滴的驅動是由柔性基材層表面的微結構變化引起的，進而每次驅動距離比較短，并且，每次驅動是通過電信號控制實現的，進而可以實現勻速連續的驅動，綜上即可使液滴呈現速率均勻且連續的移動效果，提高液滴移動的連續性。再者，該微流控組件還可以加強對液滴控制的靈活性和靈敏性，例如，通過改變每次發生偏轉的柱狀微結構數量可實現使不同體積的離散流體連續移動，通過控制電磁結構的通電時序可以實現對液滴移動速率進行控制等。

另外，相比于介電潤濕型的微流控芯片，該微流控組件的第一基板中無需介電層，并且，柔性基材層表面的柱狀微結構可增加液滴表面張力，增大液滴的疏水角，即柔性基材層本身具有疏水作用，進而，該組件的第一基板中也不需要設置疏水層，結構相對簡單。

可選的，所述電磁結構包括沿所述微腔的延伸方向排列的多根導線；

所述微流控組件還包括用于控制所述多根導線的通電狀態的控制電路。

可選的，所述控制電路被配置為按設定時序向所述多根導線中依次通入電流。