CN111450907B - 一种微流控器件、样品混匀方法、微流控系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种微流控器件、样品混匀方法、微流控系统，用以在微流控器件上进行样品快速混匀，提高微流控器件的检测效率。本申请实施例提供的一种微流控器件，所述微流控芯片包括：对盒设置的下基板和上基板；所述下基板包括：下衬底基板，位于所述下衬底基板面向所述上基板一侧的容纳液滴的微流道；所述上基板包括：上衬底基板，位于所述上衬底基板面向所述下基板一侧的多个电极组，位于所述电极组面向所述下基板一侧的介质层；所述电极组的正投影落入所述微流道的正投影内；所述电极组被配置为：对所述电极组施加电压，以使所述介质层发生可逆介电击穿。

Description

一种微流控器件、样品混匀方法、微流控系统
技术领域
本申请涉及微流控技术领域，尤其涉及一种微流控器件、样品混匀方法、微流控系统。
背景技术
微流控技术(Microfluidics)是一种精确控制和操控微尺度流体的技术，通过此技术，研究人员可以把样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块厘米级芯片上。微流控技术一般应用于生物、化学、制药等领域的微量药品的分析过程，它主要涉及微量试剂的混匀、输运等。其中样品的混匀是生化检测的重要步骤之一，对于生物医疗、药物诊断、食品卫生、环境监测及分子生物学等领域的发展具有重要的意义。
在现有的微流控技术中，样本混匀普遍在外部设备如摇床、离心机等设备中完成，这对于微流控芯片的集成化发展是十分不利的。如果于微流控芯片上完成样品的混匀孵育等过程，在不使用复杂的外部驱动设备的前提下，普遍利用样品的浓度梯度或温度梯度通过扩散效应完成样品的混匀，此方法相对于主动混匀方法其混匀时间较长，不利于微流控芯片的检测效率提升。
综上，现有技术无法在微流控芯片上进行样品快速混匀，影响微流控芯片的检测效率。
发明内容
本申请实施例提供了一种微流控器件、样品混匀方法、微流控系统，用以在微流控器件上进行样品快速混匀，提高微流控器件的检测效率。
本申请实施例提供的一种微流控器件，所述微流控芯片包括：对盒设置的下基板和上基板；
所述下基板包括：下衬底基板，位于所述下衬底基板面向所述上基板一侧的容纳液滴的微流道；
所述上基板包括：上衬底基板，位于所述上衬底基板面向所述下基板一侧的多个电极组，位于所述电极组面向所述下基板一侧的介质层；
所述电极组的正投影落入所述微流道的正投影内；
所述电极组被配置为：对所述电极组施加电压，以使所述介质层发生可逆介电击穿。
本申请实施例提供的微流控器件，由于在上基板设置有介质层以及电极组，对电极组施加电压可以使得介质层发生可逆介电击穿，从而可以使得在微流道内待混匀样品的液滴电解产生气泡，利用气泡的搅拌效应实现了样品的快速混匀，提高在微流控器件内进行样品混匀的效率，从而提高微流控器件检测效率。
可选地，所述微流道包括：沿第一方向延伸的主流道，以及与所述主流道交汇的多对支流道；
每一对所述支流道包括：分别位于所述主流道两侧的第一支流道和第二支流道；
所述电极组的正投影落入所述主流道的正投影内。
可选地，每一所述电极组包括沿第一方向排列的两个所述第一子电极，以及位于两个所述第一子电极之间的一个第二子电极；所述第一方向为所述主流道延伸的方向。
可选地，在第一方向上，所述第二子电极的宽度大于所述第一子电极的宽度。
可选地，在第一方向上，所述第一子电极的宽度和所述第二子电极的宽度均小于所述液滴的直径；且在第一方向上，当所述液滴中心的正投影与所述第二子电极的中心的正投影重合时，所述液滴的正投影与两个所述第一子电极的正投影均有交叠。
本申请实施例提供的微流控器件，电极组中各电极的尺寸设计考虑了液滴的直径，使需要混匀的样品的液滴的中心正投影与第二子电极中心正投影重合时，液滴还覆盖第一子电极的区域，从而可以确保液滴覆盖区域的介质层发生点击穿，使液滴电解产生气泡以实现样品混匀。
可选地，所述上基板还包括：贯穿所述上衬底基板的第一入液孔、多个第二入液孔、多个第三入液孔、以及出液孔；
在所述下衬底基板上，所述第一入液孔的正投影在所述主流道的起点区域与所述主流道的正投影有交叠，所述出液孔在所述主流道的终点区域与所述主流道的正投影有交叠，所述第二入液孔的正投影在所述第一支流道的起点区域与所述第一支流道的正投影有交叠；所述第三入液孔的正投影在所述第二支流道的起点区域与所述第二支流道的正投影有交叠。
可选地，所述电极组的数量等于所述支流道的对数，且每一所述电极组位于一对所述支流道远离所述第一入液孔的一侧。
可选地，所述下基板还包括：位于所述下衬底基板面向所述上基板一侧且位于所述微流道内的第一电极层；所述第一电极层至少位于所述主流道内。
申请实施例提供的微流控器件，由于下基板还设置有第一电极层，第一电极层和电极组分别位于介质层两侧，从而可以通过第一电极层和电极组在介质层两侧形成容易使得介质层发生可逆介电击穿的电场。更容易实现对介质层可逆介电击穿范围的调控。
可选地，所述微流控器件还包括与所述第一电极层电连接的地电极；所述微流控器件还包括：与所述电极组电连接的驱动芯片。
可选地，所述微流控器件还包括：在垂直于所述微流控器件所在平面方向上，分别位于所述微流道两侧的第一光学组件和第二光学组件；
所述第一光学组件包括：第一滤光片；
所述第二光学组件包括：第二滤光片，位于所述第二滤光片任一侧的微透镜阵列，位于所述微透镜阵列入光侧的准直平坦化层；
所述第一光学组件的正投影和所述第二光学组件的正投影至少覆盖所述微流道。
本申请实施例提供的微流控器件，将对样品进行光学检测的除光源以及光电探测器以外的光学组件设置在微流控器件内，即光学组件与微流控器件集成，进一步提升了微流控器件的集成度，并且无需进行复杂的光学对位，可以有效缩短光程，还可以减小光学检测系统的体积。并且由于第一滤光层和第二滤光层位于微流控器件内部，第一滤光层和第二滤光层距离待测样品的距离较近，通过第二滤光片的激发光经过较短的光程照射与样品，提高照射到样品的激发光光强，激发光通带较窄。而第一滤光层设置在微流控器件内，从而可以大大减小光电探测器与微流控器件的距离，光电探测器接收较强的荧光信号，可以提高检测信号的强度，从而提高检测准确率。
可选地，所述第二光学组件还包括：位于所述微透镜阵列和所述准直平坦化层之间的抗反射层。
本申请实施例提供的微流控器件，在准直平坦化层和微透镜阵列之间还设置有抗反射层，从而可以减少光到达不同截面产生的反射，减少光损失，提高照射到样品的光信号的强度，进而提高样品发车的荧光信号的强度，提高检测准确率。
可选地，所述第一光学组件位于所述下衬底基板和所述第一电极层之间；或者所述第一光学组件位于所述第一电极层背离所述下衬底基板一侧；或者，所述第一光学组件位于所述下衬底基板背离所述上衬底基板一侧；
所述第二光学组件位于所述上衬底基板背离所述下衬底基板一侧；或者，所述第二光学组件位于所述上衬底基板和所述电极组之间；或者所述第二光学组件位于所述电极组背离所述下基板的一侧，且所述上衬底基板位于所述第二滤光片和所述微透镜阵列之间。
可选地，所述第一光学组件位于所述上衬底基板和所述电极组之间；或者，所述第一光学组件位于所述上衬底基板背离所述下衬底基板一侧；
所述第二光学组件位于所述下衬底基板背离所述上衬底基板一侧；或者，所述第二光学组件位于所述下衬底基板面向所述上衬底基板一侧；或者，所述下衬底基板位于所述微透镜阵列和所述第二滤光片之间。
本申请实施例提供的一种利用上述微流控器件的样品混匀方法，所述方法包括：
第一阶段，向所述微流道通入驱动液、待混匀的第一样品和第二样品，以及利用所述驱动液驱动所述第一样品和所述第二样品组成的待混匀液滴向所述电极组移动；
第二阶段，当所述待混匀液滴的正投影与所述电极组的正投影有交叠时，对所述电极组加载电压，驱动所述待混匀液滴移动；
第三阶段，当所述待混匀液滴与所述电极组的中心重合时，并停止通入所述驱动液，调节对所述电极组加载的电压，以使所述介质层产生可逆介电击穿，并使得所述待混匀液滴电解产生气泡，以使所述待混匀液滴中的所述第一样品和所述第二样品混匀。
本申请实施例提供的样品混匀方法，在微流控器件中进行，首先利用驱动液驱动待混匀液滴向电极组移动，之后当液滴移动到电极组覆盖的区域时，利用电极组驱动待混匀液滴与电极组中心重合，之后再对电极组施加电压以使得介质层发生可逆介电击穿，从而可以使得在微流道内待混匀样品的液滴电解产生气泡，利用气泡的搅拌效应实现了样品的快速混匀，提高在微流控器件内进行样品混匀的效率，从而提高微流控器件检测效率。并且，本申请实施例提供的样品混匀方法将微流道式利用驱动液来驱动液滴移动的方式与数字微流控式对液滴驱动的方式相结合，使其同时具有了流道式微流控器件操控效率高、液滴操控通量大以及数字微流控器件操控精度高的优点。
可选地，向所述微流道通入驱动液、待混匀的第一样品和第二样品，具体包括：
向所述主流道持续通入驱动液，在所述驱动液充满所述主流道后，向所述第一支流道通入第一样品以及向所述第二支流道通入第二样品，并持续通入所述驱动液，以使所述第一样品和所述第二样品流至所述支流道与所述主流道交汇区域时与所述支流道分离。
可选地，当所述待混匀液滴的正投影与所述电极组的正投影有交叠时，对所述电极组加载电压，具体包括：
在所述待混匀液滴的中心的正投影与所述第二子电极中心的正投影重合之前，依次对所述第一子电极和所述第二子电极加载第一电压信号，以使所述待混匀液滴沿所述主流道移动。
可选地，所述下基板包括第一电极层，所述第一电极层与地电位电连接，当所述待混匀液滴与所述电极组的中心重合时，调节对所述电极组加载的电压，具体包括：
对所述第一子电极加载第二电压信号，以使所述第一子电极相对与所述第一电极层的电势为0，以及对所述第二子电极加载第三电压信号，以使所述第二子电极和所述第一子电极之间的电势差不小于所述介质层可逆介电击穿临界电压。
可选地，在所述第三阶段后，所述方法还包括：
第四阶段，对所述电极组加载电压预设时长后，停止对所述电极组施加电压，并持续通入所述驱动液，驱动混匀后的液滴从出液口流出。
本申请实施例提供的一种微流控系统，所述微流控系统包括本申请实施例提供的上述微流控器件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种微流控器件的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种微流控器件下基板的俯视图；
图3为本申请实施例提供的一种微流控器件上基板的俯视图；
图4为本申请实施例提供的一种微流控器件的俯视图；
图5为本申请实施例提供的另一种微流控器件的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种微流控器件的上基板的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种微流控器件的上基板的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的又一种微流控器件的上基板的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的又一种微流控器件的上基板的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的又一种微流控器件的上基板的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的又一种微流控器件的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的又一种微流控器件的上基板的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图17为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图18为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图19为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图20为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图21为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图22为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图23为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图24为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图25为本申请实施例提供的又一种微流控器件的下基板的结构示意图；
图26为本申请实施例提供的一种样品混匀方法示意图；
图27、图28为本申请实施例提供的对微流控器件进行模拟的示意图；
图29为本申请实施例提供的图27对应的微流控器件可逆介电击穿电场分布模拟图；
图30为本申请实施例提供的图28对应的微流控器件可逆介电击穿电场分布模拟图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种微流控器件，如图1所示，所述微流控芯片包括：对盒设置的下基板1和上基板2；
所述下基板1包括：下衬底基板3，位于所述下衬底基板3面向所述上基板2一侧的容纳液滴的微流道4；
所述上基板2包括：上衬底基板5，位于所述上衬底基板5面向所述下基板1一侧的多个电极组6，位于所述电极组6面向所述下基板1一侧的介质层7；
所述电极组6的正投影落入所述微流道4的正投影内；
所述电极组6被配置为：对所述电极组6施加电压，以使所述介质层7发生可逆介电击穿。
需要说明的是，本申请实施例提供的微流控器件，对电极组施加电压以使介质层发生介电击穿，该介电击穿属于电击穿，是一种可逆的非破坏性的介电击穿。介质层在未发生介电击穿时为绝缘体，发生介电击穿则变为导体，并且，需要混匀的样品液滴通常包括可电解的电解液，当介质层发生介电击穿，液滴电解会产生气泡，从而可以利用气泡的搅拌效应实现待混匀样品的快速、高通量可控主动混匀。
本申请实施例提供的微流控器件，由于在上基板设置有介质层以及电极组，对电极组施加电压可以使得介质层发生可逆介电击穿，从而可以使得在微流道内待混匀样品的液滴电解产生气泡，利用气泡的搅拌效应实现了样品的快速混匀，提高在微流控器件内进行样品混匀的效率，从而提高微流控器件检测效率。
需要说明的是，图1中，填充微流道4的物质包括待混匀液滴17和驱动液29。
可选地，所述电极组还被配置为：对所述电极组施加电压，以使液滴移动。本申请实施例提供的微流控器件，既包括微流道又包括电极组，即将微流道式的微流控器件与数字微流控器件相结合，可以利用驱动液来驱动液滴移动，也可以利用电极组控制液滴移动，使微流控器件同时具有了流道式微流控器件操控效率高、液滴操控通量大以及数字微流控器件操控精度高的优点。
可选地，如图2、图3所示，所述微流道包括：沿第一方向延伸的主流道11，以及与所述主流道11交汇的多对支流道12；
每一对所述支流道12包括：分别位于所述主流道11两侧的第一支流道13和第二支流道14；
所述电极组6的正投影落入所述主流道11的正投影内。
电极组的正投影落入所述主流道的正投影内，即进行样品混匀是在主流道区域完成的。
可选地，如图3、图4所示，所述上基板2还包括：贯穿所述上衬底基板的第一入液孔18、多个第二入液孔19、多个第三入液孔20、以及出液孔21；
在所述下衬底基板3上，所述第一入液孔18的正投影在所述主流道11的起点区域与所述主流道11的正投影有交叠，所述出液孔21在所述主流道11的终点区域与所述主流道11的正投影有交叠，所述第二入液孔19的正投影在所述第一支流道13的起点区域与所述第一支流道13的正投影有交叠；所述第三入液孔20的正投影在所述第二支流道14的起点区域与所述第二支流道14的正投影有交叠。
需要说明的是，图2为微流道在下衬底基板的投影图，图3为微流道、各入液孔和出液孔、以及电极组在下衬底基板的投影图，图4为各入液孔和出液孔、以及电极组在上衬底基板的投影图。图1例如可以是沿图3中AA’的截面图。本申请实施例提供的如图2～4所示的微流控器件，以主流道和支流道均为条形且每对支流道和主流道互相垂直为例进行举例说明，微流控器件包括八对支流道以及八个电极组，在具体实施时，主流道和支流道的形状以及交汇方式可以根据实际需要进行选择，支流道的对数以及电极组的个数也可以根据实际需要进行具体设置。图3、图4中，第一入液孔和出液孔的直径相等，第二入液孔和第三入液孔的直径相等，第一入液孔和第二入液孔的直径不相等，在具体实施时，也可以设置为第一入液孔、第二入液孔、第三入液孔以及第三入液孔的直径均相等。第一入液孔、第二入液孔、第三入液孔以及第三入液孔的直径可以根据实际需要进行选择。
在利用本申请实施例提供的微流道器件进行样品混匀时，可以在对应于主流道的第一入液孔通入驱动液，在第二入液孔通入第一样品的液滴，在第三入液孔通入第二样品的液滴，第一样品的液滴和第二样品的液滴在主流道汇合，得到待混匀液滴，并在驱动液的驱动下沿主流道流动，当液滴移动到电极组的区域可以对电极组通电，控制液滴移动以使液滴中心与第二子电极中心位于同一直线，之后在对电极组施加电压以使介质层产生可逆介电击穿，介质层由绝缘体变成导体，待混匀液滴中的电解液电解产生气泡，从而可以实现待混匀液滴中第一样品和第二样品快速混匀。
可选地，如图4所示，所述电极组6的数量等于所述支流道12的对数，且每一所述电极组6位于一对所述支流道12远离所述第一入液孔18的一侧。
从而可以保证待混匀样品汇合得到待混匀液滴之后，再使介质层产生可逆介电击穿。
可选地，如图1、图3、图4所示，每一所述电极组6包括沿第一方向X排列的两个所述第一子电极15，以及位于两个所述第一子电极15之间的一个第二子电极16；所述第一方向X为所述主流道11延伸的方向。
可选地，如图1、图3所示，在第一方向X上，所述第二子电极16的宽度大于所述第一子电极15的宽度。
可选地，如图1所示，在第一方向X上，所述第一子电极15的宽度和所述第二子电极16的宽度均小于所述液滴17的直径；且在第一方向X上，当所述液滴17中心的正投影与所述第二子电极16的中心的正投影重合时，所述液滴17的正投影与两个所述第一子电极15的正投影均有交叠。
需要说明的是，当待混匀液滴仅覆盖第二子电极时，仅被第二子电极覆盖区域的介质层两侧的电势差相对较小，容易出现电势差无法达到介质层点击穿临界电压的情况，从而该区域介质层无法发生可逆介电击穿，待混匀液滴也不会电解产生气泡。本申请实施例提供的微流控器件，电极组中各电极的尺寸设计考虑了液滴的直径，使需要混匀的样品的液滴的中心正投影与第二子电极中心正投影重合时，液滴还覆盖第一子电极的区域，从而可以确保液滴覆盖区域的介质层发生点击穿，使液滴电解产生气泡以实现样品混匀。
可选地，如图4所示，所述电极组6的数量等于所述支流道12的对数，且每一所述电极组6位于一对所述支流道12远离所述第一入液孔18的一侧。
具体实施时，微流道的深度例如可以是100微米(μm)，主流道的宽度例如可以是300μm，支流道的宽度例如可以是210μm。第一入液孔、第二入液孔、第三入液孔以及出液孔的直径可以相同，第一入液孔、第二入液孔、第三入液孔以及出液孔的可以大于微流道的宽度，第一入液孔、第二入液孔、第三入液孔以及出液孔的直径例如可以是600μm。第二子电极的形状例如可以是正方形，第二子电极的长宽例如可以是300μm，第二子电极的长边尺寸例如可以是300μm，短边尺寸例如可以是100μm，第一子电极和第二子电极之间的间距例如可以是5μm，第一子电极和第二子电极的厚度例如可以是300纳米(nm)。介质层的厚度例如可以是1.5μm。电极组的材料例如可以包括金属。介质层的材料例如可以包括树脂。
可选地，如图1所示，所述下基板1还包括：位于所述下衬底基板3面向所述上基板2一侧且位于所述微流道内的第一电极层8；所述第一电极层至少位于所述主流道内。
需要说明的是，介质层发生电击穿需要使介质层两侧的电势差不小于其电击穿临界值。当仅利用电极组实现介质层可逆介电击穿时，需要对第二子电极施加较大的电压，对微流控器件的供电电源要求较高。而本申请实施例提供的微流控器件，由于下基板还设置有第一电极层，第一电极层和电极组分别位于介质层两侧，从而可以通过第一电极层和电极组在介质层两侧形成容易使介质层发生可逆介电击穿的电场。更容易实现对介质层可逆介电击穿范围的调控。
可选地，所述微流控器件还包括与所述第一电极层电连接的地电极；所述微流控器件还包括：与所述电极组电连接的驱动芯片。
如图1所示，本申请实施例提供的微流控器件，下基板1还包括第一疏水层9，上基板2还包括第二疏水层10。
具体实施时，第一电极层的厚度例如可以是300nm，第一疏水层和第二疏水层的厚度例如可以是60nm。
在具体实施时，对于下基板的制备，例如可以对下衬底基板进行图形化工艺在下衬底基板上形成微流道的图案，之后在微流道内依次形成第一电极层、第一疏水层。对于上基板的制备，例如可以在上衬底基板上形成电极组，之后依次形成介质层、第二疏水层，再之后形成第一入液孔、第二入液孔、第三入液孔以及出液孔。将制备完成的上基板和下基板对盒形成本申请实施例提供的微流控器件。
需要说明的是，现有技术提供的微流控器件，当完成样品自动制备、混匀、操控后，需要对样品进行检测时，一般需要借助分离的外界设备如显微镜、光谱仪等，不利于微流控器件集成化发展。一般生物检测光学系统大都是由复杂的空间光学元器件搭建而成，其中包括：光源、光束准直透镜、激发滤光片、二向色镜和发射滤光片等，光学检测系统的体积较大，且光路光程较长，需要较强的激发光强来抵消光强衰减，且需提高探测器灵敏度收集较小检测信号。这样复杂的设计在一定程度上增加了产品精细程度要求、提高了工艺制作的难度、增加了硬件复杂度和制作成本。
可选地，如图5～图25所示，所述微流控器件还包括：在垂直于所述微流控器件所在平面方向上，分别位于所述微流道4两侧的第一光学组件22和第二光学组件23；
所述第一光学组件22包括：第一滤光片24；
所述第二光学组件23包括：第二滤光片25，位于所述第二滤光片25任一侧的微透镜阵列(Micro lens)26，位于所述微透镜阵列26入光侧的准直平坦化层27；
所述第一光学组件22的正投影和所述第二光学组件23的正投影至少覆盖所述微流道4。
需要说明的是，当对本申请实施例提供的微流控器件中的样品进行检测时，还需要设置光源以及光电探测器，光源和探测器分别位于微流控器件两侧，光源发出的激发光束照射样品发出荧光，样品发出的荧光到达光电探测器以实现对样品的检测。本申请实施例提供的微流控器件中，准直平坦化层和微透镜阵列将光源发射出来的光进行整形准直。第二滤光片仅使光源发出的激发光能够有效的通过，而避免外界荧光波段的光线进入微流控器件。第一滤光片进一步过滤掉激发光以及其他杂散光，使得探测器可以获得更纯粹的荧光信号。
本申请实施例提供的微流控器件，将对样品进行光学检测的除光源以及光电探测器以外的光学组件设置在微流控器件内，即光学组件与微流控器件集成，在可以微流控器件实现样品快速混匀的情况下，进一步提升了微流控器件的集成度，进一步增加了微流控器件的用途，并且无需进行复杂的光学对位，可以有效缩短光程，还可以减小光学检测系统的体积。并且由于第一滤光层和第二滤光层位于微流控器件内部，第一滤光层和第二滤光层距离待测样品的距离较近，通过第二滤光片的激发光经过较短的光程照射与样品，提高照射到样品的激发光光强，激发光通带较窄。而第一滤光层设置在微流控器件内，从而可以大大减小光电探测器与微流控器件的距离，光电探测器接收较强的荧光信号，可以提高检测信号的强度，从而提高检测准确率。
可选地，如图5所示，所述第二光学组件23还包括：位于所述微透镜阵列26和所述准直平坦化层27之间的抗反射层28。
本申请实施例提供的微流控器件，在准直平坦化层和微透镜阵列之间还设置有抗反射层，从而可以减少光到达不同截面产生的反射，减少光损失，提高照射到样品的光信号的强度，进而提高样品发车的荧光信号的强度，提高检测准确率。
当微流控器件包括第一光学组件和第二光学组件时，上衬底基板、下衬底基板、电极组、介质层、第一疏水层、第二疏水层以及第一电极层的材料为透明材料。电极组以及第一电极层的材料例如可以是氧化铟锡(ITO)。准直平坦化层和抗反射层例如可以选择折射率较低的光学透明材料，折射率例如可以是1.2～1.4，例如可以选择低折射率的聚硅氧烷材料，准直平坦化层和抗反射层的厚度例如可以是微米级别。Micro lens可以选择高折射率光学透明材料，折射率例如可以是1.7～1.8，如高折射率的聚硅氧烷材料，其厚度例如可以是微米级别。第一滤光层和第二滤光层滤光波段不同，第一滤光层和第二滤光层的材料可在下列材料中选择：氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、银(Ag)、铝(Al)，第一滤光层和第二滤光层的厚度例如可以是纳米级。
需要说明的是，第一光学组件设置在靠近光电探测器的基板，第二光学组件设置在靠近光源的基板。例如当光电探测器位于下基板背离上基板的一侧时，下基板包括第一光学组件，上基板包括第二光学组件，相反的，当光电探测器位于上基板背离下基板的一侧时，上基板包括第一光学组件，下基板包括第二光学组件。
当下基板包括第一光学组件时，可选地，如图5所示，所述第一光学组件22位于所述第一电极层8背离所述下衬底基板3一侧；或者，如图6所示，所述第一光学组件22位于所述下衬底基板3和所述第一电极层8之间；或者，如图7所示，所述第一光学组件22位于所述下衬底基板3背离所述上衬底基板5一侧；需要说明的是，图6、图7中未示出微流道。
当上基板包括第二光学组件时，可选地，如图5、图8所示，所述第二光学组件23位于所述上衬底基板5背离所述下衬底基板3一侧；
或者，如图9、图10所示，所述第二光学组件23位于所述上衬底基板5和所述电极组6之间；
或者，所述第二光学组件位于所述电极组背离所述下基板的一侧，且所述上衬底基板位于所述第二滤光片和所述微透镜阵列之间；如图11所示，所述第二滤光片25位于所述上衬底基板5和所述电极组6之间，所述微透镜阵列26位于所述上衬底基板5背离所述第二滤光片25一侧；如图12所示，所述微透镜阵列26位于所述上衬底基板5和所述电极组6之间，所述准直平坦化层27位于所述微透镜阵列26与所述上衬底基板5之间，所述第二滤光片25位于所述上衬底基板5背离所述微透镜阵列26一侧。
当下基板包括第一光学组件时且上基板包括第二光学组件，图5～图7中的下基板可以与图5、图8～图12中的上基板自由组合。其中，图8、图10、图12中，第二滤光片位于微透镜阵列的入光侧，图5、图9、图11中，第二滤光片位于微透镜阵列的出光侧。
本申请实施例提供的如图5所示的微流控器件，相比于其他方案，第一滤光片更接近微流道，从而第一滤光片更接近待测样品，从而可以使得光电探测器接收较强的荧光信号，可以提高检测信号的强度，从而提高检测准确率。
当上基板包括第一光学组件时，可选地，如图13所示，所述第一光学组件22位于所述上衬底基板5和所述电极组6之间；或者，如图14所示，所述第一光学组件22位于所述上衬底基板5背离所述下衬底基板3一侧。
本申请实施例提供的如图13所示的微流控器件，第一滤光片更接近微流道，从而第一滤光片更接近待测样品，从而可以使得光电探测器接收较强的荧光信号，可以提高检测信号的强度，从而提高检测准确率。
当下基板包括第二光学组件时，可选地，如图13、图15所示，所述第二光学组件23位于所述下衬底基板3背离所述上衬底基板5一侧；
或者，所述第二光学组件位于所述下衬底基板面向所述上衬底基板一侧；如图16、图17所示，所述第二光学组件23位于所述下衬底基板3和所述第一电极层8之间；如图18、图19，第二光学组件23位于第一电极层8和第一疏水层9之间；如图20所示，第二滤光片25位于第一电极层8和第一疏水层9之间，微透镜阵列26位于第一电极层8和下衬底基板3之间，准直平坦化层27位于微透镜阵列26和下衬底基板3之间；如图21所示，微透镜阵列26位于第一电极层8和第一疏水层9之间，准直平坦化层27位于微透镜阵列26和第一电极层8之间，第二滤光片25位于第一电极层8和下衬底基板3之间；
或者，所述下衬底基板位于所述微透镜阵列和所述第二滤光片之间；如图22所示，第二滤光片25位于下衬底基板3和第一电极层8之间，微透镜阵列26位于下衬底基板3背离第一电极层8一侧；如图23所示，微透镜阵列26位于下衬底基板3和第一电极层8之间，准直平坦化层27位于微透镜阵列26和下衬底基板3之间，第二滤光片25位于下衬底基板3背离第一电极层8一侧；如图24所示，第二滤光片25位于第一电极层8和第一疏水层9之间，微透镜阵列26位于下衬底基板3背离第一电极层8一侧；如图25所示，第二滤光片25位于第一电极层8和第一疏水层9之间，微透镜阵列26位于下衬底基板3背离第一电极层8一侧。
图13、图15～图25中未示出微流道。
当上基板包括第一光学组件且下基板包括第二光学组件时，图13～图14中的上基板可以与图13、图15～图25中的下基板自由组合。其中，图15、图16、图19、图21、图23、图25中，第二滤光片位于微透镜阵列的入光侧，图13、图17、图18、图20、图22、图24中，第二滤光片位于微透镜阵列的出光侧。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供的一种利用上述微流控器件进行样品混匀的方法，如图26所示，所述方法包括：
S101、第一阶段，向所述微流道通入驱动液、待混匀的第一样品和第二样品，以及利用所述驱动液驱动所述第一样品和所述第二样品组成的待混匀液滴向所述电极组移动；
S102、第二阶段，当所述待混匀液滴的正投影与所述电极组的正投影有交叠时，对所述电极组加载电压，驱动所述待混匀液滴移动；
S103、第三阶段，当所述待混匀液滴与所述电极组的中心重合时，并停止通入所述驱动液，调节对所述电极组加载的电压，以使所述介质层产生可逆介电击穿，并使得所述待混匀液滴电解产生气泡，以使所述待混匀液滴中的所述第一样品和所述第二样品混匀。
本申请实施例提供的样品混匀方法，在微流控器件中进行，首先利用驱动液驱动待混匀液滴向电极组移动，之后当液滴移动到电极组覆盖的区域时，利用电极组驱动待混匀液滴与电极组中心重合，之后再对电极组施加电压以使得介质层发生可逆介电击穿，从而可以使得在微流道内待混匀样品的液滴电解产生气泡，利用气泡的搅拌效应实现了样品的快速混匀，提高在微流控器件内进行样品混匀的效率，从而提高微流控器件检测效率。并且，本申请实施例提供的样品混匀方法将微流道式利用驱动液来驱动液滴移动的方式与数字微流控式对液滴驱动的方式相结合，使其同时具有了流道式微流控器件操控效率高、液滴操控通量大以及数字微流控器件操控精度高的优点。
需要说明的是，在选择驱动液时，应保证第一样品和第二样品及其混合溶液不溶于驱动液，通常驱动液例如可以是油或硅油。
可选地，向所述微流道通入驱动液、待混匀的第一样品和第二样品，具体包括：
向所述主流道持续通入驱动液，在所述驱动液充满所述主流道后，向所述第一支流道通入第一样品以及向所述第二支流道通入第二样品，并持续通入所述驱动液，以使所述第一样品和所述第二样品流至所述支流道与所述主流道交汇区域时与所述支流道分离。
即持续通入驱动液并利用其剪切力完成第一样品与第一支流道的分离以及完成第二样品与第二支流道的分离。具体实施时，向所述第一支流道通入第一样品以及向所述第二支流道通入第二样品达到预设体积时，停止通入第一样品和第二样品。
可选地，当所述待混匀液滴的正投影与所述电极组的正投影有交叠时，对所述电极组加载电压，具体包括：
在所述待混匀液滴的中心的正投影与所述第二子电极中心的正投影重合之前，依次对所述第一子电极和所述第二子电极加载第一电压信号，以使所述待混匀液滴沿所述主流道移动。
即同时利用介电润湿效应和驱动液对待混匀液滴的推动效应，控制待混匀液滴移动。
具体实施时，可以对电极组施加30伏(V)的电压。
可选地，所述下基板包括第一电极层，所述第一电极层与地电位电连接，当所述待混匀液滴与所述电极组的中心重合时，调节对所述电极组加载的电压，具体包括：
对所述第一子电极加载第二电压信号，以及对所述第二子电极加载第三电压信号，以使所述介质层两侧的电势差不小于所述介质层可逆介电击穿临界电压。
具体实施时，每种电介质的电击穿临界电压均为固定值，以介质层的材料为树脂为例，对微流控器件的电场分布进行模拟，其中，树脂的电击穿临界电压约为233千伏/厘米(kV/cm)。图27～图28中的线段ab代表第一子电极和第二子电极之间的间距，需要说明的是，图27中线段ab的长度大于图28中线段ab的长度，图27中对应的微流控器件，当待混匀液滴的中心与第二子电极中心的正投影重合时，液滴还覆盖位于第二子电极两侧的第一子电极，而图28中对应的微流控器件，当待混匀液滴的中心与第二子电极中心的正投影重合时，液滴未覆盖第一子电极。图27中线段ab的长度对应的微流控器件的电场分布如图29所示，图28中线段ab的长度对应的微流控器件的电场分布如图30所示。图29～图30中A点和B点代表在垂直于介质层的同一直线上分别位于介质层上、下表面的点。通过模拟可知，如图29所示，介质层两侧的电势差UAB＝32V，达到其电击穿的临界值，通过对微流控器件的电场分布的模拟可知，该方案中第三电压信号为60V、第二电压信号为0，第一电极层接地时，介质层两侧的电势差UAB＝32V。如图30所示，当待混匀液滴仅覆盖第二子电极时，介质层两侧的电势差UAB相对较小，UAB＝20V，无法达到介质层电击穿的临界电压。
可选地，在所述第三阶段后，所述方法还包括：
第四阶段，对所述电极组加载电压预设时长后，停止对所述电极组施加电压，并持续通入所述驱动液，驱动混匀后的液滴从出液口流出。
接下来以微流控器件包括第一电极层，且第一电极层接地为例，对本申请实施例提供的样品混匀方法进行举例说明。
S201、控制电极组断电，向主流道持续通入驱动液，在驱动液充满主流道后，向第一支流道通入第一样品以及向第二支流道通入第二样品，当第一样品以及第二样品达到预设体积时，停止通入第一样品和第二样品，持续通入驱动液，以使第一样品和第二样品流至所述支流道与所述主流道交汇区域时与所述支流道分离，并利用所述驱动液驱动所述第一样品和所述第二样品组成的待混匀液滴向所述电极组移动；
S202、利用驱动液驱动待混匀液滴想电极组移动，当待混匀液滴的正投影与第一子电极的正投影有交叠时，依次对第一子电极和第二子电极加载30V的第一电压信号，以使待混匀液滴沿所述主流道移；
S203、当待混匀液滴与第二子电极的中心重合时，停止通入驱动液，调节对第一子电极加载0V电压信号，对第二子电极加载60V电压信号，以使介质层产生可逆介电击穿，并使得待混匀液滴电解产生气泡，保持预设时长，以使待混匀液滴中的所述第一样品和所述第二样品混匀；
S204、对电极组加载电压预设时长后，停止对电极组加载电压，并持续通入驱动液，驱动混匀后的液滴从出液口流出。
本申请实施例提供的一种微流控系统，所述微流控系统包括本申请实施例提供的上述微流控器件。
综上所述，本申请实施例提供的微流控器件、样品混匀方法以及微流控系统，由于在微流控器件的上基板设置有介质层以及电极组，对电极组施加电压可以使得介质层发生可逆介电击穿，从而可以使得在微流道内待混匀样品的液滴电解产生气泡，利用气泡的搅拌效应实现了样品的快速混匀，提高在微流控器件内进行样品混匀的效率，从而提高微流控器件检测效率。并且，本申请实施例提供的微流控器件，将微流道式利用驱动液来驱动液滴移动的方式与数字微流控式对液滴驱动的方式相结合，使其同时具有了流道式微流控器件操控效率高、液滴操控通量大以及数字微流控器件操控精度高的优点。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

1.一种微流控器件，其特征在于，所述微流控器件包括：对盒设置的下基板和上基板；
所述下基板包括：下衬底基板，位于所述下衬底基板面向所述上基板一侧的容纳液滴的微流道；
所述上基板包括：上衬底基板，位于所述上衬底基板面向所述下基板一侧的多个电极组，位于所述电极组面向所述下基板一侧的介质层；
所述电极组的正投影落入所述微流道的正投影内；
所述电极组被配置为：对所述电极组施加电压，以使所述介质层发生可逆介电击穿。
2.根据权利要求1所述的微流控器件，其特征在于，所述微流道包括：沿第一方向延伸的主流道，以及与所述主流道交汇的多对支流道；
每一对所述支流道包括：分别位于所述主流道两侧的第一支流道和第二支流道；
所述电极组的正投影落入所述主流道的正投影内。
3.根据权利要求2所述的微流控器件，其特征在于，每一所述电极组包括沿第一方向排列的两个第一子电极，以及位于两个所述第一子电极之间的一个第二子电极；所述第一方向为所述主流道延伸的方向。
4.根据权利要求3所述的微流控器件，其特征在于，在第一方向上，所述第二子电极的宽度大于所述第一子电极的宽度。
5.根据权利要求3所述的微流控器件，其特征在于，在第一方向上，所述第一子电极的宽度和所述第二子电极的宽度均小于所述液滴的直径；且在第一方向上，当所述液滴中心的正投影与所述第二子电极的中心的正投影重合时，所述液滴的正投影与两个所述第一子电极的正投影均有交叠。
6.根据权利要求2所述的微流控器件，其特征在于，所述上基板还包括：贯穿所述上衬底基板的第一入液孔、多个第二入液孔、多个第三入液孔、以及出液孔；
在所述下衬底基板上，所述第一入液孔的正投影在所述主流道的起点区域与所述主流道的正投影有交叠，所述出液孔在所述主流道的终点区域与所述主流道的正投影有交叠，所述第二入液孔的正投影在所述第一支流道的起点区域与所述第一支流道的正投影有交叠；所述第三入液孔的正投影在所述第二支流道的起点区域与所述第二支流道的正投影有交叠。
7.根据权利要求6所述的微流控器件，其特征在于，所述电极组的数量等于所述支流道的对数，且每一所述电极组位于一对所述支流道远离所述第一入液孔的一侧。
8.根据权利要求2所述的微流控器件，其特征在于，所述下基板还包括：位于所述下衬底基板面向所述上基板一侧且位于所述微流道内的第一电极层；所述第一电极层至少位于所述主流道内。
9.根据权利要求8所述的微流控器件，其特征在于，所述微流控器件还包括与所述第一电极层电连接的地电极；所述微流控器件还包括：与所述电极组电连接的驱动芯片。
10.根据权利要求1～9任一项所述的微流控器件，其特征在于，所述微流控器件还包括：在垂直于所述微流控器件所在平面方向上，分别位于所述微流道两侧的第一光学组件和第二光学组件；
所述第一光学组件包括：第一滤光片；
所述第二光学组件包括：第二滤光片，位于所述第二滤光片任一侧的微透镜阵列，位于所述微透镜阵列入光侧的准直平坦化层；
所述第一光学组件的正投影和所述第二光学组件的正投影至少覆盖所述微流道。
11.根据权利要求10所述的微流控器件，其特征在于，所述第二光学组件还包括：位于所述微透镜阵列和所述准直平坦化层之间的抗反射层。
12.根据权利要求10所述的微流控器件，其特征在于，所述下基板还包括：位于所述下衬底基板面向所述上基板一侧且位于所述微流道内的第一电极层；
所述第一光学组件位于所述下衬底基板和所述第一电极层之间；或者，所述第一光学组件位于所述第一电极层背离所述下衬底基板一侧；或者，所述第一光学组件位于所述下衬底基板背离所述上衬底基板一侧；
所述第二光学组件位于所述上衬底基板背离所述下衬底基板一侧；或者，所述第二光学组件位于所述上衬底基板和所述电极组之间；或者所述第二光学组件位于所述电极组背离所述下基板的一侧，且所述上衬底基板位于所述第二滤光片和所述微透镜阵列之间。
13.根据权利要求10所述的微流控器件，其特征在于，所述第一光学组件位于所述上衬底基板和所述电极组之间；或者，所述第一光学组件位于所述上衬底基板背离所述下衬底基板一侧；
所述第二光学组件位于所述下衬底基板背离所述上衬底基板一侧；或者，所述第二光学组件位于所述下衬底基板面向所述上衬底基板一侧；或者，所述下衬底基板位于所述微透镜阵列和所述第二滤光片之间。
14.一种利用权利要求1～13任一项所述的微流控器件的样品混匀方法，其特征在于，所述方法包括：
第一阶段，向所述微流道通入驱动液、待混匀的第一样品和第二样品，以及利用所述驱动液驱动所述第一样品和所述第二样品组成的待混匀液滴向所述电极组移动；
第二阶段，当所述待混匀液滴的正投影与所述电极组的正投影有交叠时，对所述电极组加载电压，驱动所述待混匀液滴移动；
第三阶段，当所述待混匀液滴与所述电极组的中心重合时，并停止通入所述驱动液，调节对所述电极组加载的电压，以使所述介质层产生可逆介电击穿，并使得所述待混匀液滴电解产生气泡，以使所述待混匀液滴中的所述第一样品和所述第二样品混匀。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述微流道包括：沿第一方向延伸的主流道，以及与所述主流道交汇的多对支流道；向所述微流道通入驱动液、待混匀的第一样品和第二样品，具体包括：
向所述主流道持续通入驱动液，在所述驱动液充满所述主流道后，向第一支流道通入第一样品以及向第二支流道通入第二样品，并持续通入所述驱动液，以使所述第一样品和所述第二样品流至所述支流道与所述主流道交汇区域时与所述支流道分离。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述微流道包括：沿第一方向延伸的主流道，以及与所述主流道交汇的多对支流道；每一所述电极组包括沿第一方向排列的两个第一子电极，以及位于两个所述第一子电极之间的一个第二子电极；当所述待混匀液滴的正投影与所述电极组的正投影有交叠时，对所述电极组加载电压，具体包括：
在所述待混匀液滴的中心的正投影与所述第二子电极中心的正投影重合之前，依次对所述第一子电极和所述第二子电极加载第一电压信号，以使所述待混匀液滴沿所述主流道移动。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述下基板包括第一电极层，所述第一电极层与地电位电连接，当所述待混匀液滴与所述电极组的中心重合时，调节对所述电极组加载的电压，具体包括：
对所述第一子电极加载第二电压信号，以使所述第一子电极相对与所述第一电极层的电势为0，以及对所述第二子电极加载第三电压信号，以使所述第二子电极和所述第一子电极之间的电势差不小于所述介质层可逆介电击穿临界电压。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述第三阶段后，所述方法还包括：
第四阶段，对所述电极组加载电压预设时长后，停止对所述电极组施加电压，并持续通入所述驱动液，驱动混匀后的液滴从出液口流出。
19.一种微流控系统，其特征在于，所述微流控系统包括根据权利要求1～13任一项所述的微流控器件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114887673B (zh) * 2022-04-26 2023-06-09 浙江大学 一种集成流道数字微流控芯片及其制备方法和应用
CN115722282B (zh) * 2022-11-15 2024-07-16 上海天马微电子有限公司 微流控基板、微流控装置及其驱动方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1934451A (zh) * 2004-03-23 2007-03-21 东丽株式会社 搅拌溶液的方法
CN101431090A (zh) * 2007-11-05 2009-05-13 东部高科股份有限公司 图像传感器及其制造方法
CN101490562B (zh) * 2006-07-10 2012-12-19 株式会社日立高新技术 液体输送设备
CN107425024A (zh) * 2010-07-15 2017-12-01 索尼公司 固态成像装置、固态成像装置的制造方法和电子设备
CN108160127A (zh) * 2018-01-31 2018-06-15 中南林业科技大学 一种微流控分离芯片及制作方法
CN108465491A (zh) * 2018-03-12 2018-08-31 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片、生物检测装置和方法
CN109003992A (zh) * 2017-06-07 2018-12-14 采钰科技股份有限公司 固态影像装置
CN110681421A (zh) * 2019-10-08 2020-01-14 江苏奥素液芯生物技术有限公司 一种数字微流控系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1934451A (zh) * 2004-03-23 2007-03-21 东丽株式会社 搅拌溶液的方法
CN101490562B (zh) * 2006-07-10 2012-12-19 株式会社日立高新技术 液体输送设备
CN101431090A (zh) * 2007-11-05 2009-05-13 东部高科股份有限公司 图像传感器及其制造方法
CN107425024A (zh) * 2010-07-15 2017-12-01 索尼公司 固态成像装置、固态成像装置的制造方法和电子设备
CN109003992A (zh) * 2017-06-07 2018-12-14 采钰科技股份有限公司 固态影像装置
CN108160127A (zh) * 2018-01-31 2018-06-15 中南林业科技大学 一种微流控分离芯片及制作方法
CN108465491A (zh) * 2018-03-12 2018-08-31 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片、生物检测装置和方法
CN110681421A (zh) * 2019-10-08 2020-01-14 江苏奥素液芯生物技术有限公司 一种数字微流控系统

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