[实用新型]一种基于电频率控制的微液滴驱动装置

说明书

本实用新型公开了一种基于电频率控制的微液滴驱动装置，通过双基板微流控芯片的设计，采用调节施加在芯片电极上的电压频率而无需改变电压幅值的方法，实现芯片上微液滴的驱动。本实用新型的优点在于装置的电极结构简单，不需要采用独立寻址的微电极；操作方便，不需要改变上下基板间的电压幅值，通过控制频率就可以驱动液滴来回运动。

技术领域

本实用新型属于微流控技术领域，具体涉及一种基于电频率控制的微液滴驱动装置。

背景技术

微流控技术是一种能够精确控制和操纵处理微米尺度流体的科学和技术。近年来，作为芯片实验室的代表，微流控芯片已经广泛的应用于分离分析、化学合成、医学诊断学、细胞生物学等研究领域。

在微流控芯片领域，应用比较广泛的液滴驱动方法有电润湿法、热毛细管法、声表面波法。其中，声表面波法的关键器件需要采用单晶材料，成本昂贵，且制作工艺要求精度高，条件苛刻；热毛细管法则不适合对微液滴内热不稳定物质如酶、蛋白质的分析；电润湿法可以实现对单个微液滴的操控，通常需要采用一系列独立寻址的微电极和可编程电极开关控制系统，使微液滴朝着加压电极的方向运动。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于电频率控制的微液滴驱动装置，提出了一种全新的驱动模式，解决了稳定电压下的液滴定向驱动问题。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种基于电频率控制的微液滴驱动装置，包括下基板、下基板电极、第一介质层、第二介质层、第三介质层、下基板疏水层、上基板疏水层、上基板电极和上基板；下基板为二阶阶梯形，上基板平行设置在下基板的正上方，两者之间形成第一空腔和第二空腔，第一空腔的高度 D₁与第二空腔的高度D₂满足4D₂<D₁ <7D₂，待驱动的微液滴位于第一空腔和第二空腔之间；下基板顶面涂覆下基板电极，下基板电极顶面涂覆第一介质层、第二介质层和第三介质层，第一介质层、第二介质层和第三介质层顶面涂覆下基板疏水层；上基板底面涂覆上基板电极，上基板电极底面涂覆上基板疏水层。

位于第一空腔内的第一介质层的厚度为d₁，位于第二空腔内的第三介质层的厚度d₂，d₁和d₂满足7d₁ <d₂ <12d₁，位于第一空腔和第二空腔之间的第二介质层的厚度为d₁到d₂之间的任意值。

所述的微液滴为单组分或多组分的导电性液体。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点在于：采用的电极结构简单，不需要一系列独立寻址的微电极。液滴驱动的操作方便，不需要改变上下基板间的电压幅值，仅通过控制频率就可以驱动液滴来回运动。

附图说明

图1是本实用新型的基于电频率控制的微液滴驱动装置的结构图。

具体实施方式

一种基于电频率控制的微液滴驱动装置，通过双基板微流控芯片的设计，利用液滴在不同频率电压下的不同介电响应特性，采用调节施加在芯片电极上的电压频率而无需改变电压幅值的方法，实现芯片上微液滴的驱动。