[发明专利]流体微粒及制备方法、微流体系统及制备方法、控制方法

说明书

本发明涉及数字微流控技术领域，提出一种流体微粒，该流体微粒包括带电液滴、中间包覆层以及介电表面层；中间包覆层具有疏水性，包覆于带电液滴之外；介电表面层具有亲水性，包覆于中间包覆层之外。还提出一种微流体系统，该微流体系统包括数字微流控芯片以及上述流体微粒，流体微粒设于所述数字微流控芯片之上。该中间包裹层以及介电表面层的厚度远小于现有技术中介质层的厚度，使操控流体微粒的电压较低，避免对液滴所包含的细胞、DNA和蛋白质等活性物质造成不可逆的损伤。

技术领域

本发明涉及数字微流控技术领域，尤其涉及一种流体微粒及其制备方法、具有该流体微粒的微流体系统及其制备方法和控制方法。

背景技术

随着微机电系统技术的发展，数字微流控芯片已经在微液滴的驱动和控制技术等方面有所突破，依靠其自身优势在生物、化学和医药等领域得到了广泛的应用。各种细胞等样品可以在数字微流控芯片中培养、移动和分析。从各个领域的广泛应用可以看出，数字微流控芯片有着体积小、试剂使用量小、反应快、易携带、可并行处理和易实现自动化等优势。

参照图1和图2所示的现有技术中对盒式和开放式微流体系统的结构示意图。微流体系统包括衬底1、绝缘层2、电极层3、介质层4、疏水层5以及微液滴7。现在数字微流控芯片的制作工艺比较复杂，通常需要沉积方式制作电极层，蒸镀工艺制作介质层，之后通过旋涂、烘烤制备一层涂层作为疏水层。在使用过程中，通常为了操控微液滴7，操控电压会达到100V甚至更大，数字微流控芯片中会形成很强的电场，从而会对微液滴7所包含的细胞、DNA和蛋白质等活性物质造成不可逆的损伤，必须降低芯片操控电压。

因此，有必要研究一种流体微粒及其制备方法、具有该流体微粒的微流体系统及其制备方法和控制方法。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的操控电压较高的不足，提供一种操控电压较低的流体微粒及其制备方法、具有该流体微粒的微流体系统及其制备方法和控制方法。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种流体微粒，包括：

带电液滴；

中间包覆层，具有疏水性，包覆于所述带电液滴之外；

介电表面层，具有亲水性，包覆于所述中间包覆层之外。

在本公开的一种示例性实施例中，所述中间包覆层包括：羧甲基纤维素或大豆分离蛋白。

在本公开的一种示例性实施例中，所述带电液滴带正电荷。

在本公开的一种示例性实施例中，所述介电表面层包括：二氧化硅纳米粒子。

在本公开的一种示例性实施例中，所述带电液滴的体积大于等于0.1mm³且小于等于10mm³，所述中间包覆层的厚度大于等于1nm且小于等于10nm，所述介电表面层的厚度大于等于1nm且小于等于10nm。

根据本公开的一个方面，提供一种微流体系统，其特征在于，包括：

数字微流控芯片；

上述任意一项所述的流体微粒，设于所述数字微流控芯片之上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述数字微流控芯片包括：

衬底；

电极，具有疏水性表面，设于所述衬底之上，所述电极与流道直接接触，所述流道内容纳所述流体微粒。