[发明专利]热驱动数字微流控芯片、制作方法及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种热驱动数字微流控芯片、制作方法及工作方法。

背景技术

微流控芯片技术是将样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块厘米尺度的芯片上。该技术大大降低了样品成本，提高了检测效率。近年来备受追捧，广泛应用于生物、化学、医学等领域。

目前，主流的微流控芯片驱动方式为电极驱动，又叫电压式数字微流控。电压式数字微流控是将液滴放置在具有疏水层的毛细通道内，借助电润湿效应，通过在液滴与疏水层下的电极之间外加电压，增加电极所在位置液滴与疏水层之间的润湿性，从而形成液滴不对称形变并产生内部压强差，进而实现液滴定向移动以及混合。

然而，电压式数字微流控芯片为了获得足够的液滴驱动力，需要在毛细通道表面旋涂疏水材料或制成疏水结构。液滴不加电压时，不润湿于疏水层；液滴外加电压时，润湿于疏水层；从而获得较大的形变和内部压强差。因而，该芯片工艺难度大、成本高。同时，该芯片进行清洗时，容易损坏疏水层，不利于重复使用。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热驱动数字微流控芯片、制作方法及工作方法。至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，提供一种热驱动数字微流控芯片，该热驱动数字微流控芯片包括：第一基板、第二基板、毛细通道、多个第一电热组件以及多个第一开关元件。第二基板与第一基板相对设置；毛细通道设置于第一基板和/或第二基板；多个第一电热组件设置于第一基板，且沿毛细通道延伸方向间隔分布；每个第一开关元件连接在一个第一电热组件所在的电流回路中，且接收控制信号，以控制多个第一电热组件所在电流回路的闭合。

本发明的一种示例性实施例中，还包括：多个第二电热组件和多个第二开关元件。多个第二电热组件位于所述第二基板，且沿所述毛细通道延伸方向间隔分布；每个所述第二开关元件连接在一个所述第二电热组件所在的电流回路中，且接收控制信号，以控制多个所述第二电热组件所在电流回路的闭合。

本发明的一种示例性实施例中，所述第一基板和/或所述第二基板键合面上设置有微流通道；所述第一基板与所述第二基板键合时，所述微流通道形成所述毛细通道。

本发明的一种示例性实施例中，所述第一开关元件设置在所述第一基板上；所述第二开关元件设置在所述第二基板上。

本发明的一种示例性实施例中，所述第一开关元件和所述第二开关元件为薄膜晶体管；所述薄膜晶体管表面覆盖有绝缘材料。

本发明的一种示例性实施例中，所述第一电热组件、第二电热组件以及所述薄膜晶体管表面绝缘材料上设置有隔液材料；所述隔液材料为导热材料。

根据本发明的一个方面，提供一种热驱动数字微流控芯片制作方法，该热驱动数字微流控芯片制作方法包括：

在对应设置的第一基板和/或所述第二基板上设置毛细通道；

在所述第一基板上设置多个第一电热组件，多个所述第一电热组件沿所述毛细通道延伸方向间隔分布；

在每个所述第一电热组件所在电流回路中设置第一开关元件，以控制多个所述第一电热组件所在电流回路的闭合。

本发明的一种示例性实施例中，还包括：

在所述第二基板上设置多个第二电热组件，所述第二电热组件沿所述毛细通道延伸方向间隔分布；

在每个所述第二电热组件所在电流回路中设置第二开关元件，以控制多个所述第二电热组件所在电流回路的闭合。

本发明的一种示例性实施例中，所述在对应设置的第一基板和/或所述第二基板上设置毛细通道包括：

在所述第一基板和/或所述第二基板键合面上设置微流通道；

将所述第二基板与所述第一基板键合，所述微流通道形成所述毛细通道。

本发明的一种示例性实施例中，所述在每个所述第一电热组件所在电流回路中设置第一开关元件包括：在所述第二基板与所述第一基板键合前，

将所述第一开关元件设置在所述第一基板上；

所述在每个所述第二电热组件所在电流回路中设置第二开关元件包括：在所述第二基板与所述第一基板键合前，

将所述第二开关元件设置在所述第二基板上；