[发明专利]具有集成的电化学传感器的数字微流体设备

权利要求书

1.一种数字微流体设备，包括：

第一板，所述第一板包括：

第一绝缘衬底；

数字微流体致动电极的阵列，所述数字微流体致动电极的阵列设置在所述第一绝缘衬底上；

第一介电层，所述第一介电层形成在所述数字微流体致动电极的阵列上；以及

第一疏水层，所述第一疏水层被设置在所述第一介电层上，所述第一疏水层提供第一疏水工作表面；

第二板，所述第二板包括：

第二绝缘衬底，所述第二绝缘衬底具有在其上设置的至少第二疏水层，所述第二疏水层提供第二疏水工作表面；

其中，所述第一板和所述第二板以在其间限定间隙的间隔开的关系设置，以在所述数字微流体致动电极的阵列的致动电极的致动下允许微滴运动；

其中，所述第一绝缘衬底和所述第二绝缘衬底中的一个具有设置在其上的一个或多个数字微流体次级电极，并且其中所述一个或多个数字微流体次级电极被设置成使得在所述数字微流体致动电极的阵列和所述一个或多个数字微流体次级电极之间施加电压时，液滴是可运输的；以及

其中，所述第一绝缘衬底和所述第二绝缘衬底中的一个包括用于形成两电极电化学电池的电化学工作电极和电化学对/伪参比电极；

其中，所述电化学工作电极和所述电化学对/伪参比电极暴露于所述第一板和所述第二板之间的所述间隙，使得在所述第一板和所述第二板之间定位的、处在与所述电化学工作电极和所述电化学对/伪参比电极对应的位置处的微滴与所述电化学工作电极和所述电化学对/伪参比电极电连通；

其中，所述电化学工作电极作为空间上分布在所述电化学对/伪参比电极内和/或围绕所述电化学对/伪参比电极的周边的一个或多个细长段设置；以及

其中，所述电化学对/伪参比电极的面积超过所述电化学工作电极的面积至少5倍且小于15倍。

2.根据权利要求1所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段的至少一部分具有1微米和10微米之间的宽度。

3.根据权利要求1所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段的至少一部分具有10微米和100微米之间的宽度。

4.根据权利要求1所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段的至少一部分具有100微米和500微米之间的宽度。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的数字微流体设备，其中，所述电化学工作电极的所述一个或多个细长段的至少一部分与所述电化学对/伪参比电极的相邻的细长段叉指交错。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段的至少一部分被配置为向内指向的螺旋。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段的至少一部分被配置为呈现蛇形轮廓。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段包括：

第一细长段；以及

至少两个附加的细长段，所述至少两个附加的细长段以分支结构从所述第一细长段延伸。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段包括：

第一细长段，所述第一细长段邻近所述电化学对/伪参比电极的中心区域终止；以及

多个附加的细长段，所述多个附加的细长段从所述第一细长段径向延伸。

10.根据权利要求1至4中的任一项所述的数字微流体设备，其中，所述一个或多个细长段中的一个的至少一部分围绕所述电化学对/伪参比电极的周边的至少一部分。

11.根据权利要求1至4中的任一项所述的数字微流体设备，其中，所述电化学对/伪参比电极和所述电化学工作电极中的一个或两个由与所述一个或多个数字微流体次级电极相同的导电材料形成。