[发明专利]微流控装置及其驱动方法、制作方法

说明书

本发明公开了一种微流控装置及其驱动方法、制作方法，属于微流控技术领域，微流控装置包括第一基板和第二基板，第一基板和第二基板均为平整基板；第一基板一侧包括电极阵列层，第二基板一侧还包括第二电极层；电极阵列层至少包括多个第一电极和多个第二电极；第一基板包括第一区和第二区，第一电极位于第一区，第二电极位于第二区；第一区的第一基板和第二基板之间的距离D1大于第二区的第一基板和第二基板之间的距离D2。驱动方法应用于上述微流控装置工作。制作方法用于制作上述微流控装置。本发明能够兼容不同大小液滴的驱动，实现各类液滴的分裂或混合的操作，优化数字微流控液滴的产生、分离、混合等操作性能。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，更具体地，涉及一种微流控装置及其驱动方法、制作方法。

背景技术

微流控(Micro-fluidic)技术是一种以在微米或更小尺度空间对流体进行操控为主要特征的技术。该技术已经与化学、生物学、工程学和物理学等诸学科形成交叉，展示出了广泛的应用前景。液滴微流控技术，因其具有流体操作简便、高单分散性、小型化、低成本、高灵敏度、高通量等优点，目前已受到广泛的关注。对于微流控液滴技术的应用主要在于对液滴的操控，比如实现液滴的分裂、融合、混合、分选等功能。因此，微流控技术在生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用具有极为广阔的前景。微流控技术主要是利用介电润湿的原理，通过调整微流控芯片的上基板与下基板之间的电场，改变液滴表面与固体之间的表面张力，从而改变两者之间的接触角，从而实现液滴的操作与控制。

现有技术中双基板结构的数字微流控芯片盒厚为固定高度，对不同大小液滴兼容性较差。同时，对于不同大小的液滴操作，其对盒厚的需求不同。对于一定尺寸的液滴，盒厚过小会导致液滴移动阻力过大，盒厚过大会使液滴与上基板接触面积过小或接触不到从而不利于液滴的有效驱动。因此盒厚高度还需要与液滴及电极尺寸相匹配，液滴大小取决于电极面积与上下基板之间盒厚高度的乘积。因此现有技术中微流控产品对不同大小液滴控制的兼容性较差，对不同大小液滴的混合及分离的盒厚需求难以兼容。

因此，提供一种能够兼容不同大小液滴的驱动，实现各类液滴的分裂或混合的操作，优化数字微流控液滴的产生、分离、混合等操作性能的微流控装置及其驱动方法、制作方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微流控装置及其驱动方法、制作方法，以解决现有技术中微流控产品对不同大小液滴控制的兼容性较差，对液滴混合及分离的盒厚需求难以兼容的问题。

本发明公开了一种微流控装置，包括：相对设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板均为平整基板；第一基板朝向第二基板的一侧包括电极阵列层，第二基板朝向第一基板的一侧还包括第二电极层；电极阵列层至少包括多个第一电极和多个第二电极；在平行于第一基板所在平面的方向上，沿第一方向，第一基板包括第一区和第二区，第一电极位于第一区，第二电极位于第二区；在垂直于第一基板所在平面的方向上，第一区的第一基板和第二基板之间的距离为D1，第二区的第一基板和第二基板之间的距离为D2；其中，D1＞D2。

基于同一发明构思，本发明还公开了一种微流控装置的驱动方法，该驱动方法应用于上述微流控装置工作；该驱动方法包括：在第一方向上，沿第一区指向第二区的方向，第二电极层接地信号，依次为第一电极提供驱动电压，第一基板和第二基板之间的第一液滴在第一电极与第二电极层之间形成的电场驱动下，沿第一区指向第二区的方向移动；第一液滴移动至与多个第二电极相邻的一个第一电极后，断开第一电极的驱动电压，为多个第二电极提供驱动电压，一个第一液滴在多个第二电极上且分离为多个第二液滴；其中，第二液滴的尺寸小于第一液滴的尺寸。