[发明专利]一种微流控芯片及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片及其控制方法。

背景技术

当今，药品研发、医学检测、生物及化学实验涉及的学科门类繁多，过程复杂，效率较低，随着科技的进步以及时代的发展，很多复杂的检测、实验都可以在几平方厘米甚至更小的芯片上实现，这就是微流控技术，它被学术界称为“改变世界”的七种技术之一。

微流控芯片是实现微流控技术的物质载体，它具备将一个生物或化学实验室浓缩为几平方厘米甚至更小的芯片上的能力，使得药品研发、医学检测、生物及化学实验的成本大幅降低，效率显著提高，并兼具便捷性。

但是，当今，在很多研发、生产领域的样品筛选环节仍然采用传统方法，包括使用取液器、取液枪、移液工具、试剂盒等传统器具，效率低下且浪费严重，使得试剂、人力、管理等方面相关成本居高不下。

本发明的微流控芯片可实现皮升级以上体积的液滴的高速筛选，可解决上述问题。

在微流控芯片的制作工艺上，国内外相关领域有采用开孔灌注低熔点合金的方法实现电极的制作，但制作过程中，需要在低熔点合金中固定引线，由于引线、电极的尺寸较小，极易损坏，芯片制作的成功率较低，并且，在使用过程中由于低熔点合金制作的电极容易断裂使得采用这种制造工艺生产的芯片可靠性不高。

本发明在玻璃、石英、单晶硅、多晶硅、印刷电路板以及其它材质的表面上通过电镀或印刷工艺制作电极及其引线，这种工艺生产的芯片可靠性高、次品率低。

流式细胞仪是一种成熟、高效的针对细胞的分选仪器，其局限性为所控制的目标必须是连续液流内的细胞，如果样本的代谢物没有与细胞“黏合”在一起，那么无法根据样本的代谢物的特质进行筛选与评价；其它如针对病毒、细菌、酶、蛋白等需要以液滴型反应器进行研究的实验，流式细胞仪都不能胜任，而本发明尤其适合以液滴型反应器作为筛选目标进行实验分析，液滴的体积可以低至皮升级，试剂用量低于传统筛选方式的千万分之一，而筛选速度达到当今世界上最高端机器人操作速度的一千倍以上。

本发明具有非常好的应用前景与市场预期。

发明内容

本发明涉及一种微流控芯片以及一种微流控方法。

本发明涉及的微流控芯片所控制的目标物为皮升级或皮升级以上体积的液滴型反应器，根据液滴内样本、熔剂、反应物或生成物的特征，实时高速控制液滴在通道分叉处运动的方向，从而实现超高速、超低损耗的样品筛选。

本发明的微流控芯片包括如下部分：基片、盖片、电极及其引线、涂层、检测窗（或检测孔）、含有分叉结构的通道、进液接口（或样品池）、出液接口（或成品池）、废液接口（或废液池）等，其中，进液接口（或样品池）、出液接口（或成品池）、废液接口（或废液池）分别与通道连通，检测窗（或检测孔）位于通道附近，并可对通道内的液滴进行观察、测量，基片与盖片封接侧分别有若干涂层，连有引线的电极可以选择固定在基片或盖片的内部，也可以选择固定在封接侧表面，电极固定的位置与通道邻近。

本发明的微流控芯片中通道的分叉形式包括：一分二、一分三、一分多，这里的一分多指一路分为三路以上的情形，包括一份四、一分五等等。

本发明的微流控芯片中电极的固定位置还限制为：沿液滴运动方向接近但未到达通道分叉处的通道两侧，使液滴在未进入通道分叉之前分别经过其行进路线上与每个电极距离最小的若干个点，并且微流控芯片内液体与电极绝缘。

本发明的微流控芯片的通道的制作方法包括但不限于：

1. 在基片或盖片内部打孔，以该孔作为液滴流动的通道。

2. 基片与在基片黏合之前，在基片或盖片封接侧制作凹槽，在基片与盖片黏合封接后形成可供液体流动的通道，这种方法的具体实现方式可以采用如下方法中的一种：只在基片封接侧制作凹槽、只在盖片封接侧制作凹槽、在基片及盖片封接侧分别制作凹槽。

3. 方法1与方法2的结合，即微流控芯片中承载液体流动的通道既包括基片或盖片内部的孔式通道，也包括基片或盖片封接侧黏合前刻制的凹槽式通道。

本发明的微流控芯片包括检测窗与检测孔中的一种或多种，检测窗或检测孔的观察检测范围可以包含液滴在微流控芯片通道中移动的部分或全部区域，无论选择何种区域，液滴到达行进路线上与电极距离最小的点之前必须完成位置或特性参数的检测，检测的方法包括但不限于如下三种方法中的一种或多种：

1. 激发荧光检测；

2. 同位素鉴别；

3. 影像识别。