[发明专利]集成式微流控芯片及其光电检测机构

说明书

本发明属于生物或化学仪器设备技术领域，具体涉及一种集成式微流控芯片及其光电检测机构，包括印刷电路板、一个或多个透明导电电极板及介电疏水膜；印刷电路板上开设一个或多个卡槽，每个透明导电电极板嵌入一个卡槽，所述介电疏水膜可拆卸固定并覆盖在内嵌有透明导电电极板的印刷电路板上方。其结合了基于数字微流控芯片的下极板电极密度高、易于大规模生产和基于透明导电电极板或镀金属玻璃板的数字微流控芯片下极板电极透明易于光电检测的优势，大大提高了数字微流控芯片技术的实用性。

技术领域

本发明属于生物或化学仪器设备技术领域，具体涉及一种集成式微流控芯片及其光电检测机构。

背景技术

数字微流控芯片是一种在平面芯片上利用介电质上的亲疏水性改变，即电润湿现象，驱动液滴的技术平台。数字微流控芯片通常有上下极板三明治和单极板两种结构。前者由下极板，上极板及上下极板间的垫片组成。液滴被放置在上极板和下极板之间组成三明治结构，上下极板的表面疏水，液滴被放置于上下极板之间，液滴的高度由垫片决定。

在三明治结构的数字微流控芯片中，上极板通常为透明导电电极且未经过图案化；下极板为由经过图案化制成的电极阵列组成的，并由介电材料覆盖。上极板与下极板的表面由疏水材料构成。通常上极板作为接地电极，下极板电极阵列上的每个电极都可以被独立加电，不加电的其它电极接地或电气悬空。通过对下极板阵列上的单个或组合电极加电，其表面由疏水转变为亲水产生电润湿力，从而驱动位于临近电极上的液滴运动、分裂或融合至加电的目标电极上。

数字微流控芯片的下极板通常在印刷电路板、透明电极材料或镀金属玻璃板上制得，它们各有优缺点。基于多层印刷电路板的数字微流控芯片下极板电极的密度高，大规模生产容易，但不透明，无法实现对液滴内部组分进行光吸收信号的检测；由透明电极或可刻蚀部分去除的镀金属玻璃板构成的下极板电极为透明，但密度低，大规模生产的难度大。而在数字微流控芯片免疫诊断、分子诊断、合成生物学、DNA存储等重要应用中，往往需要高密度、数量多的电极以适应大规模诊断与自动微量样品处理与准备，以及光透明电极以适应光电检测的需要。

发明内容

鉴于背景技术存在的缺陷，本发明提供一种集成式微流控芯片及其光电检测机构，其结合了基于数字微流控芯片的下极板电极密度高、易于大规模生产和基于透明导电电极板或镀金属玻璃板的数字微流控芯片下极板电极透明易于光电检测的优势，大大提高了数字微流控芯片技术的实用性。

为达到上述目的，一方面，本发明所采用的技术方案是一种集成式微流控芯片，其包括印刷电路板、一个或多个透明导电电极板及介电疏水膜；所述印刷电路板上开设一个或多个卡槽，每个透明导电电极板嵌入一个卡槽，所述介电疏水膜可拆卸固定并覆盖在内嵌有透明导电电极板的印刷电路板上方。

基于上述技术方案，在向印刷电路板上放置液滴后，将由透明电极板构成的上极板放置在由印刷电路板与一个或多个透明导电电极板组合而成的下极板的垫片上。在向透明导电电极板上边界电极的邻位电极施加电压时，液滴被电润湿力或介电泳力驱动至所述邻位电极上，并可继续通过施加驱动电压，将液滴驱动至所述透明导电电极板上的液滴光电检测区。

需要说明的是，所述介电疏水膜通过固定机构覆盖并固定于印刷电路板与透明导电电极板的数字微流控芯片表面，在完成液滴驱动实验后可揭掉上述介电疏水膜，并更换新的介电疏水膜，集成印刷电路板和透明导电电极板的数字微流控芯片可以重复使用。

进一步的，所述透明导电电极板与印刷电路板水平，所述印刷电路板与透明导电电极板衔接位置，印刷电路板边界上的液滴驱动电极与透明导电电极板边界上的液滴驱动电极间的最近水平距离小于或等于0.25毫米。

基于上述技术方案，透明导电电极板需要对准，并且调平，再进行固定，这样更加有利于液滴由印刷电路板至透明导电电极板的驱动。

进一步的，所述集成式微流控芯片还包括上极板及上极板、下极板之间的垫片。