[发明专利]基于液滴微流体控制的液滴分割装置及方法

说明书

本发明公开一种基于液滴微流体控制的液滴分割装置及方法，所述装置包括顶片、底片、品字形电极阵列、介电层及间隔物；品字形电极阵列布置于所述底片上，介电层设置于所述品字形电极阵列上，所述顶片和介电层之间设置间隔物，以形成液滴微流体反应室，反应室用于加入介质油和被分割液滴。所述方法通过对所述液滴微流体控制芯片所述连续电极的供电方式的控制来进行液滴的精确分割。本发明提供的方案，能够精确又便捷地对液滴进行分割，使得能够使用DMF系统通过单一液滴进行精确的多重分析。

〖技术领域〗

本发明涉及生物检测相关技术领域，具体涉及一种液滴分割的装置及方法。

〖背景技术〗

基于数字微流体(DMF)系统、通过施加致动力来控制电极阵列上的微液滴的方式，已经成功地用于多种生物和化学测定，但由于很难将一个液滴均匀的进行分割，导致使用单个液滴的分子诊断中的并行多重分析仍然是DMF系统的一个巨大挑战。

现有的液滴分割方法通常采用如下两种，一种方法是：利用三个连续的电极，通过对外部电极充电同时保持中间电极不带电，可以将一个母液滴分成两个较小的子液滴，但是结果中经常观察到不均匀的子液滴。另一种方法是：使用由特氟隆构造的微结构，可产生多个子液滴，而且所提供的样品可被充分利用；然而，这种分割方法需要光来致动液滴，而不是以电信号来致动液滴，其难点在于难以提供光点的图案，这亦是该技术的难以实现的缺点。鉴于现存的液滴分割技术都存在各自的问题，导致无法精确又便捷地对液滴进行分割，限制或阻碍了使用DMF系统通过单一液滴进行精确的多重分析。

〖发明内容〗

本发明的第一目的在于提供一种新型的液滴分割装置，旨在提升控制灵活性及分割效果。本发明的第一目的通过如下技术方案实现：

一种基于液滴微流体控制的液滴分割装置，其特征在于，包括顶片、底片、品字形电极阵列、介电层及间隔物；品字形电极阵列布置于所述底片上，介电层设置于所述品字形电极阵列上，所述顶片和介电层之间设置间隔物，以形成液滴微流体反应室，反应室用于加入介质油和被分割液滴。

优选地，所述品字形电极阵列的品字形的上部、下部左侧、下部右侧分别由一个电极构成。

优选地，所述品字形电极阵列的品字形的上部由一个电极构成，品字形的下部左侧和下部右侧分别由两个电极构成。

优选地，所述品字形电极阵列由主体分别为正方形的电极E0至E4构成，各电极之间电隔离设置；电极E1和电极E3上端分别设置有一个小正方形凸片，电极E0下端设置有两个小正方形凹槽，电极E1和电极E3的小正方形凸片相应嵌入电极E0的小正方形凹槽；电极E2和电极E4上端分别设置有一个小正方形凸片，电极E1和电极E3的下端分别设置有一个小正方形凹槽，电极E2和电极E4的小正方形凸片相应嵌入电极E1和电极E3的小正方形凹槽。

优选地，所述电极E0主体为边长为1.45±0.2mm的正方形，电极E1至E4分别为主体为边长为1±0.2mm的正方形；所述小正方形凸片的边长为0.2±0.02mm，所述小正方形凹槽的边长为0.2±0.02mm，所述各电极之间的间隔距离为0.03±0.002mm。

优选地，所述液滴分割装置还包括分割刀，分割刀设置于所述反应室内，并位于所述品字形电极阵列的品字形的下部左侧和下部右侧之间。

优选地，所述分割刀为两把以上，并排地设置于所述品字形电极阵列的品字形的下部左侧和下部右侧之间。

优选地，所述分割刀横向截面的宽度为0.2±0.02mm，刀身长度为1.1±0.2mm，前端刀尖横向截面的夹角为30-70度。

优选地，所述介电层为光刻胶层。

优选地，所述底片为镀有铬电极图案的玻璃基片，所述顶片为由氧化铟锡玻璃制成的顶片。