[發(fā)明專利]微流控芯片及其工作方法、金屬離子檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010104132.4
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111250184B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊博麟;趙瑩瑩;姚文亮;古樂;趙楠;廖輝;高涌佳;李月
• 申請（專利權(quán)）人: 北京京東方傳感技術(shù)有限公司;京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N27/26
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;張博

1.一種微流控芯片，其特征在于，包括：

相對設(shè)置的第一基板和第二基板；

所述第一基板和所述第二基板之間形成至少一個檢測通道，每一檢測通道包括：

相對設(shè)置的第一電極和第二電極，所述第一電極包括多個間隔開的第一電極單元，所述第二電極包括多個間隔開的第二電極單元，其中，每個第一電極單元和相應(yīng)的第二電極單元相對設(shè)置；

位于所述第二電極朝向所述第一電極一側(cè)的介電層，所述介電層采用有機樹脂；以及

位于所述第一電極和所述介電層之間的第一疏水層和第二疏水層，其中，所述第一疏水層和所述第二疏水層之間具有間隙，形成液滴容置空間；

所述檢測通道包括：

用于存儲待檢測液滴的第一儲液區(qū)；

用于對待檢測液滴中的目標金屬離子進行檢測的檢測區(qū)；

用于存儲樣本液滴的第二儲液區(qū)；

用于存儲廢液的廢液區(qū)；

所述第一儲液區(qū)與所述檢測區(qū)連通，所述第二儲液區(qū)與所述檢測區(qū)連通，所述廢液區(qū)與所述檢測區(qū)連通；

位于所述檢測區(qū)的第二電極單元包括主電極和位于所述主電極兩側(cè)的副電極，所述主電極和所述副電極之間具有間隙；調(diào)整所述主電極和所述副電極上的電壓，使得所述介電層兩側(cè)的電勢差大于所述介電層電擊穿的臨界值，利用氧化還原反應(yīng)完成待檢測液滴中金屬離子的置換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述介電層的厚度小于2微米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述檢測通道還包括：

用于沉淀待檢測液滴中的非目標金屬離子的沉淀區(qū)，所述沉淀區(qū)位于所述第一儲液區(qū)和所述檢測區(qū)之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的微流控芯片，其特征在于，所述液滴容置空間內(nèi)填充有驅(qū)動液，所述待檢測液滴能夠在所述驅(qū)動液內(nèi)移動。

5.一種金屬離子檢測裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至4任意一項所述的微流控芯片。

6.一種微流控芯片的工作方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-4中任一項所述的微流控芯片，包括：

將待檢測液滴導(dǎo)入所述液滴容置空間；

對相對設(shè)置的第一電極和第二電極依次施加多組驅(qū)動信號，以使得所述待檢測液滴移動，其中，施加每一組驅(qū)動信號包括：在所述待檢測液滴的移動方向側(cè)的、距離所述待檢測液滴最近的第一電極單元和第二電極單元上施加電性相同的驅(qū)動電壓，和在其余的第一電極單元和第二電極單元上施加接地電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微流控芯片的工作方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，包括：

驅(qū)動所述第一儲液區(qū)的待檢測液滴進入所述檢測區(qū)，調(diào)整待檢測液滴的位置，使得待檢測液滴的中心與所述主電極的中心重合，且所述待檢測液滴的下表面覆蓋部分所述副電極；

調(diào)整所述主電極和所述副電極上的電壓，使得所述介電層兩側(cè)的電勢差大于所述介電層電擊穿的臨界值，利用氧化還原反應(yīng)完成待檢測液滴中金屬離子的置換，置換出的金屬沉積在所述第二疏水層表面；

驅(qū)動完成金屬離子置換的待檢測液滴進入所述廢液區(qū)；

驅(qū)動所述第二儲液區(qū)的樣本液滴進入所述檢測區(qū)；

調(diào)整所述主電極和所述副電極上的電壓，利用氧化還原反應(yīng)使得所述樣本液滴溶解置換出的金屬；

監(jiān)控所述樣本液滴的電流信號的變化，確定所述樣本液中金屬離子的濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流控芯片的工作方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求3所述的微流控芯片，驅(qū)動所述第一儲液區(qū)的待檢測液滴進入所述檢測區(qū)之前，所述方法還包括：

驅(qū)動所述第一儲液區(qū)的待檢測液滴進入所述沉淀區(qū)，完成待檢測液滴中非目標金屬離子的沉淀。