[發明專利]自驅動型電潤濕閥門、紙基微流體芯片及免疫檢測器件

有效

• 申請號: 201910061105.0
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN111450906B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 朱光;郭子豪;李成明;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N35/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種自驅動型電潤濕閥門、紙基微流體芯片及免疫檢測器件，其中，自驅動型電潤濕閥門，包括：集成的屏障層和摩擦納米發電機，其中，位于該屏障層一側的待通過液滴接入至一電極，該電極連接至摩擦納米發電機的輸出，該摩擦納米發電機的輸出電壓加載于電極以驅動待通過液滴在屏障層上鋪展并通過該屏障層，實現自驅動電潤濕。本發明直接將摩擦納米發電機的輸出用于屏障層上方待通過液滴的電潤濕驅動，無需傳統的直流或交流的電源驅動和復雜的管理電路，電路結構簡單、能耗低，同時具有自驅動的優點，并且兩個待通過液滴利用電極連接至摩擦納米發電機的輸出，能夠實現同時滴落，對于免疫檢測反應來說，能夠實現反應時間的精準控制。

技術領域

本公開屬于納米新能源技術與免疫檢測技術領域，涉及一種自驅動型電潤濕閥門、紙基微流體芯片及免疫檢測器件。

背景技術

紙基微流體芯片作為一種新興技術，可被用于免疫檢測，然而在測試過程中經常需要加入幾種試劑，各試劑加入的時間間隔，可能會對最終的測試結果產生影響。

電潤濕(EW，Electro-wetting)是指通過改變液滴與絕緣基板之間的電壓來改變液滴在基板上的潤濕性，即改變接觸角使液滴發生形變、位移的現象。所謂潤濕是指固體表面的一種流體被另一種流體取代的過程。液體在固體表面能鋪展，固液接觸面有擴大的趨勢，即液體對固體表面的附著力大于其內聚力，就發生了潤濕。

為精準的控制試劑的添加，涌現出了各種微流體閥門，其中基于電潤濕原理的閥門相較于其他閥門來說具有結構簡單、成本低廉、響應速度高等優點。但是現有的電潤濕閥門均需要一直流或交流的電源驅動，且需要較復雜的電源管理系統，能耗高且結構復雜。

因此，有必要提出一種能夠實現自驅動的微流體閥門，更進一步的，如何基于自驅動器件實現免疫檢測，成為一大難題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種自驅動型電潤濕閥門、紙基微流體芯片及免疫檢測器件，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種自驅動型電潤濕閥門2，包括：集成的屏障層21和摩擦納米發電機25，其中，位于該屏障層21一側的待通過液滴22接入至一電極23，該電極23連接至摩擦納米發電機25的輸出，該摩擦納米發電機25的輸出電壓加載于電極23以驅動待通過液滴22在屏障層21上鋪展并通過該屏障層21，實現自驅動電潤濕。

在本公開的一些實施例中，屏障層21為鍍有聚對二甲苯的金屬網；金屬網的材料包括如下材料的一種或幾種：不銹鋼、銅、以及鋁。

在本公開的一些實施例中，摩擦納米發電機25的結構包括如下結構中的一種或幾種：接觸-分離式結構、單電極式結構、水平滑動式結構、以及獨立層式結構。

根據本公開的另一個方面，提供了一種紙基微流體芯片1，其中，該紙基微流體芯片包含液滴滴加區域，在檢測時，該液體滴加區域上方的待通過液滴22位于一屏障層21的一側，待通過液滴22接入至一電極23，該電極23連接至摩擦納米發電機25的輸出，該摩擦納米發電機25的輸出電壓加載于所述電極23以驅動待通過液滴22在屏障層21上鋪展并通過該屏障層21，滴落至液滴滴加區域。

在本公開的一些實施例中，紙基微流體芯片包含一疏水溝道11圍成的一體化區域，該一體化區域中包括：第一孔洞12，為一液滴滴加區域；第一通道14，與第一孔洞12連接；第二孔洞13，為另一液滴滴加區域；第二通道15，與第二孔洞13連接，該第二通道15上設置有障礙物16；以及合流通道17，第一通道14與第二通道15匯聚于該合流通道17，該合流通道17中包含檢測區域18。

在本公開的一些實施例中，第一通道14上設置有HRP標記抗體，檢測區域18中設置有AFP捕獲抗體，使用時，第一孔洞12滴加待測樣品，第二孔洞13滴加底物；