專利名稱：一種電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微流體芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
微流體芯片在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用前景。通過微流體芯片系統(tǒng)進(jìn)行生物試劑的運(yùn)輸及反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)生物檢測(cè)的微小化及智能化。同時(shí)由于對(duì)試劑的用量大大減少，極大的節(jié)約了生物實(shí)驗(yàn)的成本。如今微流體芯片技術(shù)不僅僅被用來輸運(yùn)生物試劑，還出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，將微流體芯片用來運(yùn)載固體物質(zhì)，擴(kuò)展了微流體芯片的應(yīng)用范圍，從而進(jìn)一步打開了將微流體芯片作為運(yùn)輸工具的大門?，F(xiàn)今的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常常要利用溶液的電極性作為實(shí)驗(yàn)的基本條件。但是產(chǎn)生帶電的液體，并完好的存儲(chǔ)及運(yùn)輸，往往涉及復(fù)雜的操作和較多的設(shè)備。如果能將微流體芯片技術(shù)應(yīng)用于該類實(shí)驗(yàn)，則會(huì)大大減小實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，節(jié)約試劑的用量，同時(shí)對(duì)電荷需求量的降低也會(huì)簡(jiǎn)化液滴電荷的產(chǎn)生及輸運(yùn)的操作過程。所以制備一種有利于電極性相關(guān)的生物實(shí)驗(yàn)的微流體芯片，有著重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，可克服傳統(tǒng)的復(fù)雜的帶電實(shí)驗(yàn)設(shè)備的固有局限的新型電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在微流體芯片上進(jìn)行帶電液滴的產(chǎn)生輸運(yùn)及存儲(chǔ)。本發(fā)明提供的電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)，主要包括一個(gè)微流體芯片，一個(gè)油盒， 一個(gè)電荷注入探針，一個(gè)電荷收集器，電源；
所述微流體芯片從下至上包括一個(gè)絕緣的襯底；所述襯底的表面覆蓋有一層控制電極；所述控制電極的表面覆蓋有一層絕緣介質(zhì)；所述絕緣介質(zhì)的表面覆蓋有一層疏水層；
所述微流體芯片浸泡于盛滿絕緣硅油的所述油盒中；所述電荷注入探針懸掛于油盒中，電荷注入探針針尖靠近所述微流體芯片的上表面，針尖與上表面之間保持相當(dāng)于一滴液滴的半徑的距離；所述電荷注入探針連接于電源的正極或負(fù)極，連接于正極則探針注入正電荷，連接于負(fù)極則探針注入負(fù)電荷；
所述電荷收集器懸掛于油盒中，電荷收集器的針尖靠近所述微流體芯片的上表面，針尖與上表面之間的間距小于一滴液滴的半徑。所述微流體芯片的控制電極在電荷注入的時(shí)候接地，在液滴運(yùn)動(dòng)的時(shí)候接控制信號(hào)。本發(fā)明通過微流體芯片產(chǎn)生可供運(yùn)輸?shù)膸щ娨后w，并通過微流體芯片的控制電極控制帶電液滴的運(yùn)動(dòng)，將液滴運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?，參與反應(yīng)，并可以通過電荷收集器將電荷收集起來，或?qū)⒁旱沃械臍埓骐姾舍尫诺?。以?jiǎn)單易行的方式實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的需要復(fù)雜的設(shè)備才能進(jìn)行的帶電生物實(shí)驗(yàn)，大大減小實(shí)驗(yàn)的成本。本發(fā)明為許多電荷相關(guān)的生物實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)微型化的智能的反應(yīng)平臺(tái)，為復(fù)雜片上智能實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)提供了一種新型的工具。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示。圖2為本發(fā)明的電荷注入圖示。圖3為本發(fā)明的帶電液滴移動(dòng)圖示。圖中標(biāo)號(hào)1為絕緣襯底，2為控制電極，3為絕緣介質(zhì)，4為疏水層，5為液滴，6為電荷注入探針，7為電荷收集器，8為絕緣硅油，9為油盒，10為電源。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)圖1一圖2給出本發(fā)明一個(gè)較好實(shí)施例并予以詳細(xì)描述，以便更好地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限制于該實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種新型電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)主要包括 一個(gè)微流體芯片，該微流體芯片從下至上包括一個(gè)絕緣的襯底1 ；所述襯底的表面覆蓋有一層控制電極2 ；所述控制電極的表面覆蓋有一層絕緣介質(zhì)3 ；所述絕緣介質(zhì)的表面覆蓋有
一層疏水層4。所述微流體芯片浸泡于一盛滿絕緣硅油8的油盒9中。所述油盒9中懸掛有一電荷注入探針6，針尖靠近所述微流體芯片的上表面，之間保持相當(dāng)于一滴液滴的半徑的距離；所述電荷注入探針連接于電源的正極或負(fù)極，正極則探針注入正電荷，負(fù)極則探針注入負(fù)電荷。所述微流體芯片的控制電極在電荷注入的時(shí)候接地，在液滴運(yùn)動(dòng)的時(shí)候接控制信號(hào)。所述油盒中懸掛有一電荷收集器7，所述電荷收集器的針尖靠近所述微流體芯片的上表面，針尖與表面之間的間距小于一滴液滴的半徑。如圖2所示，為系統(tǒng)電荷注入示意圖。當(dāng)電荷注入探針6與控制電極2間連接一直流電源10，且電源正極接電荷注入探針6時(shí)，正電荷注入液滴5中，同時(shí)由于產(chǎn)生了電濕潤現(xiàn)象，液滴5會(huì)由球形變扁，高度下降，同時(shí)脫離電荷注入探針6，由于裝置位于絕緣的硅油8中，液滴5中的正電荷就被儲(chǔ)存在液滴里。如圖3所示，為帶電液滴運(yùn)動(dòng)示意圖。當(dāng)正電荷注入液滴5中后，將直流電源10 接入控制電極2中位于液滴下方的左右兩個(gè)相鄰電極間，且電源10的負(fù)極接右側(cè)電極，則帶電液滴就會(huì)向右方運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持扁狀形狀。如此反復(fù)，即可通過改變控制電極2的加電位置，實(shí)時(shí)控制帶電液滴5的運(yùn)動(dòng)方向。如果要釋放液滴5中的電荷，只需將液滴5運(yùn)動(dòng)到電荷收集器7的正下方，液滴5中的電荷就會(huì)轉(zhuǎn)移至電荷收集器7中，液滴5隨即恢復(fù)為原先的球型，中心點(diǎn)位置上升。
權(quán)利要求
1.一種電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)微流體芯片，一個(gè)油盒，一個(gè)電荷注入探針，一個(gè)電荷收集器，一個(gè)電源；其中所述微流體芯片從下至上包括一個(gè)絕緣的襯底；所述襯底的表面覆蓋有一層控制電極；所述控制電極的表面覆蓋有一層絕緣介質(zhì)；所述絕緣介質(zhì)的表面覆蓋有一層疏水層；所述微流體芯片浸泡于盛滿絕緣硅油的所述油盒中；所述電荷注入探針懸掛于油盒中，電荷注入探針針尖靠近所述微流體芯片的上表面，針尖與上表面之間保持相當(dāng)于一滴液滴的半徑的距離；所述電荷注入探針連接于電源的正極或負(fù)極，連接于正極則探針注入正電荷，連接于負(fù)極則探針注入負(fù)電荷；所述電荷收集器懸掛于油盒中，電荷收集器的針尖靠近所述微流體芯片的上表面，針尖與上表面之間的間距小于一滴液滴的半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)，其特征在于所述微流體芯片的控制電極在電荷注入的時(shí)候接地，在液滴運(yùn)動(dòng)的時(shí)候接控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明屬于微流體芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種電荷輸運(yùn)微流體芯片系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括微流體芯片、油盒、電荷注入探針、電荷收集器和電源；微流體芯片浸沒在盛滿絕緣硅油的油盒中，電荷注入探針和電荷收集器分別懸掛于油盒中，兩者探針針尖靠近微流體芯片的上表面，電荷注入探針連接于電源的正極或負(fù)極。通過本系統(tǒng)能夠產(chǎn)生一帶有凈電荷的可在微流體芯片表面運(yùn)動(dòng)的液滴。本發(fā)明以簡(jiǎn)單易行的方式實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的需要復(fù)雜的設(shè)備才能進(jìn)行的帶電生物實(shí)驗(yàn)，減小了實(shí)驗(yàn)的成本。本系統(tǒng)為許多電荷相關(guān)的生物實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)微型化的智能反應(yīng)平臺(tái)。
文檔編號(hào)B01L3/00GK102416351SQ201110287819
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者周嘉, 曾祥宇 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)