[发明专利]微流体操控装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明是与微流体操控有关，特别是关于一种能够通过光图样(optical pattern)的位置改变来调整在光导材料层上所形成的各虚拟电极的排列及成形比例，由此操控微流体在流道中的运动状态的微流体操控装置及其操作方法。

背景技术

近年来，随着生物科技不断地进步与蓬勃发展，生化检测领域的重要性亦日益提升，因此，市面上亦出现了相当多与生化检测相关的各种仪器。举例而言，采用微流体系统的各种生医晶片可广泛地应用于不同的用途上，例如：撷取罕见种类的细胞、药物试剂的混合或微小粒子的操控等。

在目前常见的生医晶片所采用的微流体系统中，所有的电渗透流(Electro-Osmotic Flow，EOF)是通过各种不同尺寸大小的电极的设置来控制微流体的流动方向。然而，当使用者实际运用该些生医晶片时所遭遇最大的困扰在于：在外加电压的频率固定的前提下，微流体的流动方向并无法改变，因而导致使用者难以自由调整或改变微流体的流动方向，故操控微流体的方便性及灵活度便会受到相当严重的限制。除非使用者能够一直去改变各种尺寸的电极的位置或持续改变外加电压及其频率，才能使得微流体的流动方向较为容易被操控，但实际上这些作法并不可行，反而会造成使用者更加不便，甚至其他不良的影响。

因此，本发明提出一种微流体操控装置及其操作方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一范畴在于提出一种微流体操控装置。有别于传统的微流体操控装置所采用的电渗透流(Electro-Osmotic Flow，EOF)机制，该微流体操控装置采用光电渗透流(Opto-Electro-Osmotic Flow，OEOF)机制，通过光图样(optical pattern)的位置改变来调整在光导材料层上所形成的各虚拟电极的排列与成形比例，由此操控微流体的运动状态。

根据本发明的第一具体实施例为一种微流体操控装置。在此实施例中，微流体操控装置包含光导材料层及流道。当具有特定光图样的光线射向光导材料层时，光导材料层根据特定光图样形成至少三虚拟电极。至少三虚拟电极包含第一虚拟电极及位于第一虚拟电极两侧的第二虚拟电极与第三虚拟电极。第一虚拟电极与第三虚拟电极的间距、第一虚拟电极的宽度、第一虚拟电极与第二虚拟电极的间距以及第二虚拟电极的宽度具有特定比例。当特定光图样发生一变化时，至少三虚拟电极亦随该变化改变而产生一电渗透力，由此操控微流体在流道内的运动状态。

在实际应用中，第一虚拟电极与第三虚拟电极的间距(G1)、第一虚拟电极的宽度(W1)、第一虚拟电极与第二虚拟电极的间距(G2)及第二虚拟电极的宽度(W2)之间的特定比例为1∶5∶1∶3。光导材料层是由电阻值随光变化的物质构成，光导材料层可为电荷产生层材料TiOPc(Titanium Oxide Phthalocyanine)、非晶硅(amorphous silicon，a-Si)或聚合物(polymer)。

在此实施例中，微流体操控装置采用一光电渗透流(Opto-Electro-Osmotic Flow，OEOF)机制，通过改变光图样的位置来调整在光导材料层上所形成的该至少三虚拟电极的成形比例，以操控该微流体。在不改变电压及频率的条件下，微流体操控装置操控该微流体中的粒子的运动方向或旋转方向，致使该微流体形成趋动、混合、集中、分离及漩涡的运动状态。

根据本发明的第二具体实施例为一种微流体操控装置操作方法。在此实施例中，该微流体操纵装置操作方法应用于一微流体操纵装置，该微流体操纵装置包含一流道及一光导材料层。

该微流体操纵装置操作方法包含下列步骤：(a)当具有一特定光图样的一光线射向该光导材料层时，该光导材料层根据该特定光图样形成至少三虚拟电极；(b)当该特定光图样发生一变化时，该至少三虚拟电极亦随该变化改变而产生一电渗透力，由此操控一微流体在该流道内的运动状态。

其中，该至少三虚拟电极包含一第一虚拟电极、一第二虚拟电极及一第三虚拟电极，该第二虚拟电极与该第三虚拟电极位于该第一虚拟电极的两侧，并且在该第一虚拟电极与该第三虚拟电极的间距、该第一虚拟电极的宽度、该第一虚拟电极与该第二虚拟电极的间距及该第二虚拟电极的宽度之间，具有一特定比例。