[發明專利]一種數字微流控芯片

在審

• 申請號: 202110962397.2
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113751088A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 佛山奧素博新科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 王忠浩

本發明涉及微流控技術領域，公開了一種數字微流控芯片，包括芯片基板和像素電極層，所述像素電極層設置有若干同心圓，每兩相鄰同心圓組成的圓環中設置若干第一像素電極，所述第一像素電極的面積隨著圓環到圓心的距離增大而增大，在所述芯片基板上與每個所述第一像素電極的對應區域內均設置一驅動電路，所述驅動電路分別與對應所述第一像素電極連接。本發明使得液滴在靠近圓心的方向上的移動，促使液滴的分選移動目的性更強，無需通過移動芯片基板來配合顯微鏡視野，提高了實驗的效率。

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，尤其涉及一種數字微流控芯片。

背景技術

數字微流控(Digital microfluidics,DMF)是一種強大的新興技術，它利用微升至納升范圍內的液滴精準操作來實現復雜的實驗室分析。通過在一系列步驟中以一系列層次組合并重復多次操作，得以實現復雜的實驗程序。數字微流控的基本機制類似于更傳統的方法，但是所涉及的液體體積要小得多，其流程也高度自動化，也稱之為芯片實驗室技術，在生命科學研究領域擁有眾多優勢，包括其在便攜性方面的高潛力，以及(稀有或昂貴)試劑或樣品消耗量的顯著減少。

現有的數字微流控芯片中的像素電極都是橫平豎直的行列垂直交叉設計，最終組成一個矩形的像素電極陣列區，矩形像素電極陣列區內的所有像素電極的大小是相同的，液滴在矩形范圍內的移動方向性不明確，配合顯微鏡觀察時，視野目的性不強，經常需要配合顯微鏡視野來移動芯片平臺，容易造成芯片上的生物樣本因晃動而被破壞，影響實驗結果。另外矩形的像素陣列區，位于四條邊及角落位置的像素也幾乎不被使用到，在設計和使用上是一種浪費。

綜上，現有的數字微流控芯中的像素電極按照矩形陳列方式等同大小設置導致實驗過程中液滴的移動方向性不明確，需要配合顯微鏡視野來移動芯片平臺，容易造成芯片上的生物樣本因晃動而被破壞，影響實驗結果。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種數字微流控芯片，其能解決現有的數字微流控芯中的像素電極按照矩形陳列方式等同大小設置導致實驗過程中液滴的移動方向性不明確，需要配合顯微鏡視野來移動芯片平臺，容易造成芯片上的生物樣本因晃動而被破壞，影響實驗結果的問題。

本發明的目的采用以下技術方案實現：

一種數字微流控芯片，包括芯片基板和像素電極層，所述像素電極層設置有若干同心圓，每兩相鄰同心圓組成的圓環中設置若干第一像素電極，所述第一像素電極的面積隨著圓環到圓心的距離增大而增大，在所述芯片基板上與每個所述第一像素電極的對應區域內均設置一驅動電路，所述驅動電路分別與對應所述第一像素電極連接。

進一步地，所述驅動電路包括晶體管和電容，所述晶體管與所述電容連接。

進一步地，所述芯片基板上還設置有若干第一控制引腳、若干第一控制信號線、若干第二控制引腳、若干第二控制信號線，所述第一控制引腳與所述第一控制信號線連接，所述第二控制引腳與所述第二控制信號線連接，將處于同一圓環內所有驅動電路的晶體管源極通過所述第一控制信號線串聯在一起，將分布在同一垂直圓環方向上所有驅動電路的晶體管柵極通過第二控制信號線串聯。

進一步地，所述芯片基板上還設置若干第三控制信號線和若干第三控制引腳，將處于同一圓環內所有驅動電路的電容通過所述第三控制信號線串聯在一起，所述第三控制引腳與所述第三控制信號線連接。

進一步地，所述第一控制信號線與所述第三控制信號線平行。

進一步地，所述像素電極層的圓心處設置有第二像素電極，所述第二像素電極與外部控制系統連接。

進一步地，所述圓環中的所述第一像素電極的個數隨著圓環到圓心的距離增大而增大。

進一步地，每個圓環內均等設置若干面積相同的第一像素電極。