[發(fā)明專利]用于通過電潤濕形成具有預定體積的液滴的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980051553.0
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN112638528B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設計）人: 龔劍;李世峰;誠·弗蘭克·鐘
• 申請（專利權）人: 深圳華大智造科技股份有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;邱曉敏

用于從液滴(16,26,263)形成多個微滴(26a,26’,56)的裝置包括：基底(12,22,22b,22c,1101)；在基底(12,22,22b,22c,1101)上并且具有通過疏水表面(44,46)彼此間隔開的多個親水表面區(qū)域(48a,491,49)的介電層(13,23,23b,23c,43a,43b,43)；以及在介電層(13,23,23b,23c,43a,43b,43)中的多個電極(14,14a,14b,24,24a,24b,24c,34a,34b,34c)。電極(14,14a,14b,24,24a,24b,24c,34a,34b,34c)被配置為響應于由控制電路(15,28,67)提供的電壓而在整個液滴(16,26,263)上形成電場(E)，以使液滴(16,26,263)在橫向方向(F)上跨越介電層(13,23,23b,23c,43a,43b,43)移動，同時將液滴(16,26,263)的部分留在親水性表面區(qū)域(48a,491,49)上以在親水表面區(qū)域(48a,491,49)上形成多個微滴(26a,26’,56)。

技術領域

本發(fā)明的實施方案總體上涉及介質(zhì)上電潤濕(EWOD)技術，并且更具體地涉及用于通過電潤濕技術由一或更多個主體液滴(droplet)形成具有預定體積的微滴的裝置和方法。

背景技術

介質(zhì)上電潤濕(EWOD)是一種液體驅(qū)動機制，其用于改變疏水表面上兩個電極之間的水滴的接觸角。可以通過設置在基板(例如無機基板(例如，硅/玻璃基板)或有機基板(例如，環(huán)烯烴聚合物/聚碳酸酯基板)上的電極陣列來移動大至幾毫米(即，體積為幾微升)的主體液滴。

圖1A是示出可用于解釋本公開的實施方案的EWOD設備10的示意圖的透視圖。EWOD設備包括具有基板12、在基板上的絕緣層13以及在絕緣層之內(nèi)或之下的電極陣列14的基板結(jié)構(gòu)11。電極陣列14包括彼此平行布置并在第一方向上彼此隔開的第一組電極14a，以及彼此平行布置并在基本垂直于第一方向的第二方向上彼此隔開的第二組電極。第一組電極和第二組電極在絕緣層13內(nèi)彼此間隔開，絕緣層13可以包括具有相同材料或不同材料的多個介電層。EWOD設備還包括在基板中的輸入-輸出電路15，該輸入-輸出電路15與外部控制電路對接，以向電極陣列14提供具有時變電壓波形的控制電壓。

參照圖1A，通過關閉/關斷位于液滴下方的電極和相鄰電極處的控制電壓，可以使布置在絕緣層13的表面上的液滴16沿特定方向移動。

圖1B是圖1A所示的EWOD設備沿B-B’線截取的剖視圖。示出了第二組電極14b的截面圖。第一組電極14a(未示出)可以設置在第二組電極14b的上方或下方，并且通過一個或多個介電層與第二組電極間隔開。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的實施方案提供了裝置、系統(tǒng)和方法，其用于：使液滴與試劑混合，從混合液滴中形成極小滴(顆粒、微滴或樣品)，通過光學檢測讀取樣品的DNA濃度或通過集成的離子敏感場效應晶體管(ISFET)傳感器測量每個樣品的pH值，從而計算液滴的DNA濃度。應當注意，盡管實施方案描述了測量液滴的pH值的裝置和工藝，但是本公開不受限于此。本領域技術人員應理解，基于極小滴(微滴)內(nèi)的pH變化，本文所述的裝置和方法可應用于任何水性和非水性液體的pH測量。

在本公開的一個方面的實施方案中，一種用于由液滴形成多個微滴的裝置包括：基板；介電層，其位于所述基板上，并且具有通過疏水表面而彼此隔開的多個親水表面區(qū)域；以及位于所述介電層中的多個電極。所述電極被配置為響應于由控制電路所提供的電壓形成跨越所述液滴的電場，以在側(cè)向方向上移動所述液滴跨越所述介電層，同時在所述親水表面區(qū)域上留下所述液滴的部分以在所述親水表面區(qū)域上形成所述多個微滴。在一些實施方案中，所述裝置還可以包括與所述親水表面區(qū)域中的一者相關聯(lián)的一個或者更多個傳感器。傳感器包括：離子敏感場效應晶體管，其包括離子感測膜，所述離子感測膜被配置為暴露于容納在微滴中的溶液以及提供與所述微滴的所述溶液的濃度水平相關聯(lián)的信號；以及參考電極，其被配置為向所述溶液提供參考電壓。