AT510310A1 - Vorrichtung zum wenigstens bewegen, manipulieren und/oder positionieren wenigstens eines flüssigkeitstropfens auf einer hydrophoben oberfläche - Google Patents
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Description
14/09 2010 16:47 FAX 0761263884 PA JELL @1004 - 1 -(00007 PAT) jet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wenigstens Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren wenigstens eines Flüssigkeitstropfens auf einer hydrophoben Oberfläche mit Hilfe des Effekts der Elektrobenetzung mit mehreren Elektroden, die von einem die hydrophobe Oberfläche aufweisenden Material abgedeckt sind, das eine dielektrische Eigenschaft aufweist, und mit einer mit wenigstens einer Elektrode und dem Flüssigkeitstropfen verbundenen elektronischen Schaltung zum Anlegen einer Spannung an die Elektrode, um für den Effekt der Elektrobenetzung ein den Fiüssigkeitstropfen auf der hydrophoben Oberfläche des Materials wenigstens teilweise erfassendes elektrisches Feld zu erzeugen.
Um Flüssigkeitstropfen miteinander mischen bzw. solche Tropfen auf einer hydrophoben Oberfläche bewegen zu können, ist aus dem Stand der Technik eine Vorrichtung bekannt (DE102006035925B3), die dazu den Effekt der Elektrobenetzung auf dielektrischen Oberflächen von Materialien nützt, was auch unter „electrowetting on dielectrics“ (EWOD) bekannt ist. Hierfür wird über spannungsbelastete Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt, das den auf der hydrophoben Oberfläche des dielektrischen Materials lastenden Flüssigkeitstropfen wenigstens teilweise erfasst, um so an dessen Oberflächenspannung für Bewegungszwecke Veränderungen vornehmen zu können. Nachteilig bestehen jedoch erhöhte Materialanforderungen an das dielektrische Material, weil elektrische Durchbrüche trotz vergleichsweise hoher Feldstärken im Zusammenhang mit vergleichsweise dünnen Materialdicken zu vermeiden sind, um so eine Elektrolyse am Flüssigkeitstropfen auszuschließen.
Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik eine Vorrichtung zur Impedanzmessung bekannt (DE102008050633A1), mit der unter anderem eine chemische Zu- 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @]004 14/09 2010 16:47 FAX 0761263884 PA JELL @005 * · · · · * · · · * • *· · « · · · · » • ·» ·«··· · · » + * | · ·β ·· · · ·« · · ·« -2- sammensetzung von Flüssigkeiten analysiert werden kann. Anhand eines elektrischen Feld, das von zwei mit einer Korrosionsschutz- und Isolierschicht abgedeckten Elektroden erzeugt wird, wird die Flüssigkeit erfasst, um auf Grundlage von ermittelten Impedanzänderungen im elektrischen Ersatzschaltbild, das sich zwischen den Elektroden ausbildet, eine Analysetätigkeiten vornehmen zu können.
Eine Vorrichtung, die ein Mischen bzw. Bewegen von Flüssigkeitstropfen und eine Impedanzmessung am Fiüssigkeitstropfen vereint, ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Versuche zeigten, dass auf der einen Seite eine Vorrichtung zum Mischen bzw. Bewegen von Flüssigkeitstropfen keine ausreichende Empfindlichkeit für eine Impedanzmessung aufweist und auf der anderen Seite eine Vorrichtung zur Impedanzmessung keinen ausreichenden Effekt zur Elektrobenetzung schaffen kann, um damit beispielsweise ein Bewegen eines Flüssigkeitstropfens zu ermöglichen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik eine standfeste Vorrichtung auf konstruktiv einfache Weise zu schaffen, mit der sowohl ein Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren als auch eine Impedanzmessung an einem Flüssigkeitstropfen ermöglicht werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die elektronische Schaltung mit wenigstens einer Elektrode zum Anlegen einer Wechselspannung verbunden ist, wobei für eine Impedanzmessung am Flüssigkeitstropfen die Impedanz des Materials zwischen der Elektrode und dem Flüssigkeitstropfen bei wenigstens einer Frequenz der Wechselspannung kleiner der Impedanz des Flüssigkeitstropfens ist, um ein den Flüssigkeitstropfen auf der hydrophoben Oberfläche des Materials wenigstens teilweise erfassendes elektrisches Feld zu erzeugen.
Ist die elektronische Schaltung mit wenigstens einer Elektrode zum Anlegen einer Wechselspannung verbunden, wobei die Impedanz des Materials zwischen der Elektrode und dem Flüssigkeitstropfen bei wenigstens einer Frequenz der Wechselspannung kleiner der Impedanz des Flüssigkeitstropfens ist, dann kann bei einer 14/09 2010 DI 16:45 ISE/EM NR 5214] @005 14/09 2010 16:47 FAX 0761263884 PA JELL E) 006
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Vorrichtung zum wenigstens Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren wenigstens eines Flüssigkeitstropfens auf einfache Weise auch eine Impedanzmessung ermöglicht werden, wenn diese Elektrode ein den Fiüssigkeitstropfen auf der hydrophoben Oberfläche des Materials wenigstens teilweise erfassendes elektrisches Feld erzeugt. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass damit selbst bei einem Material mit hoher Durchschlagfestigkeit und geringer Materialdicke überraschend auch eine für eine Impedanzmessung ausreichende Kapazität sichergestellt werden kann, ohne jedoch auf den Effekt der Elektrobenetzung verzichten zu müssen. Vorteilhaft kann weiter sein, wenn die Kapazität des Materials zwischen der Elektrode und dem Flüssigkeitstropfen größer als die Kapazität des Fiüssigkeitstropfen ist. Besonders ausgezeichnet hat sich außerdem die hydrophobe Oberfläche des Materials im Bereich der Impedanzmessung, weil mit verringerten Feldstärken für den Effekt der Elektrobenetzung eine vergrößerte Auswahl an Werkstoffen mit erhöhter Kapazität zugelassen werden kann, wodurch neben einer konstruktiven Einfachheit solch eine Vorrichtung auch kostengünstig gestaltet werden kann.
Die Konstruktion der Vorrichtung kann konstruktiv weiter vereinfacht werden, wenn die Elektroden auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere einem Substrat, angeordnet sind.
Um die Werkstoffauswahl hinsichtlich elektrischer Durchschlagfestigkeit und Kapazität zu vergrößern und damit vereinfachte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, kann vorgesehen sein, dass das Material eine dielektrische Schicht und eine daran anschließende, die hydrophobe Oberfläche ausbildende Schicht aufweist. Das Dielektrikum kann so nämlich unabhängiger von der Forderung einer hydrophoben Oberfläche ausgewähit werden, da hierfür eine eigene Schicht vorgesehen ist.
Ist für die Impedanzmessung am Fiüssigkeitstropfen die elektronische Schaltung mit wenigstens zwei Elektroden verbunden, deren gemeinsames elektrisches Feld wenigstens teilweise, insbesondere im Wesentlichen den Fiüssigkeitstropfen erfasst, dann kann eine standfeste Impedanzmessung sichergestellt werden, weil die Anordnung der Elektroden zur Impedanzmessung unabhängig von den anderen Elekt- 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] ®006 14/09 2010 16:48 FAX 0761263884 PA JELL @007 « ··*· » ** * • · · « * · * · ·* ·««* · · 4 · » · f f ·# · # « • * · « « I » · ·· -4- roden erfolgen kann. Außerdem können die Elektroden dann so angeordnet werden, dass das gemeinsame Feld wenigstens teilweise den Flüssigkeitstropfen erfasst.
Sind die beiden Elektroden zur Impedanzmessung mit deren Elektrodenfiächen innerhalb der Auflagefläche des Fiüssigkeitstropfens auf der hydrophoben Oberfläche angeordnet, so kann auf einfache Weise die Reproduzierbarkeit der Impedanzmessung verbessert werden. Es kann nämlich mit solch einer Anordnung davon ausgegangen werden, dass das gemeinsame elektrische Feld den Flüssigkeitstropfen im Wesentlichen erfasst, so dass stets mit denselben Voraussetzungen zur Impedanzmessung gerechnet werden kann.
Eine besondere Kompaktheit der Vorrichtung kann geschaffen werden, wenn wenigstens eine Elektrode eine Ausnehmung aufweist, in der wenigstens eine Elektrode für die Impedanzmessung mindestens teilweise vorgesehen und gegenüber dieser isoliert ausgeführt ist. Außerdem kann so eine sichere Felderfassung des über der größeren Elektrode angeordneten Flüssigkeitstropfens sichergestellt werden, was zusätzlich die Reproduzierbarkeit der Impedanzmessung erhöhen kann. Weiters kann die größere Elektrode sowohl zur Elektrobenetzung als auch zur Impedanzmessung verwendet werden, indem diese ein gemeinsames Feld mit der anderen Elektrode ausbiidet, wodurch vergleichsweise einfache konstruktive Voraussetzungen geschafften werden können,
Weist die Elektrode zur Elektrobenetzung wenigstens zwei Ausnehmungen auf, in die Elektroden zur Impedanzmessung zumindest teilweise vorgesehen und gegenüber dieser isoliert ausgeführt sind, dann kann selbst während der Impedanzmessung die Elektrobenetzung zur genauen Positionierung des Flüssigkeitstropfens verwendet werden. Hinzu kommt, dass damit die Elektrode zur Impedanzmessung vergleichsweise einfach elektrisch abgeschirmt werden kann. Unerwünschte Einkopplungen können so von den Elektroden zur Impedanzmessung ferngehalten werden, was nicht nur für genaue Messergebnisse, sondern auch für eine besondere Reproduzierbarkeit sorgen kann. 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @007 14/09 2010 16;48 FAX 0761263884 PA JELL @008
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Schließt die in der Ausnehmung vorgesehene Elektrode zur Impedanzmessung bündig mit der die Ausnehmung aufweisenden Elektrode ab, so kann die Störsicherheit der Impedanzmessung durch eine erhöhte Abschirmung der betreffenden Elektroden noch weiter verbessert werden. Außerdem kann durch eine Vermeidung eines Materiaisprungs im Übergangsbereich zwischen den Elektroden eine standfeste Materialabdeckung ermöglicht werden. Einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich weiter, wenn die Elektrode koplanar anschließt.
Dadurch, dass die elektronische Schaltung mit beiden Elektroden entweder in Abhängigkeit des Effekts der Elektrobenetzung oder der Impedanzmessung mit unterschiedlichen Spannungspegeln und/oder Wechselspannungsfrequenzen versorgend verbunden ist, kann sich eine universale Verwendbarkeit der Vorrichtung eröffnen. Unterschiedliche Zusammensetzungen der Flüssigkeitstropfen können so von der Vorrichtung analysiert als auch unter Verwendung des Effekts der Elektrobenetzung manipuliert werden.
Die Impedanz des Materials zwischen der Elektrode zur Impedanzmessung und dem Flüssigkeitstropfen ist bei wenigstens einer Frequenz der Wechselspannung kleiner der Impedanz des Flüssigkeitstropfens, wenn diese Material aus einer dielektrischen ZrO, Ta205t Ti02, Al203l Hf02, BaxSr-i.xTiOs, SrTi03, NaN02oder BaTi03 Schicht und einer daran anschließenden die hydrophobe Oberfläche ausbildende Polymerschicht, insbesondere PTFE, besteht.
Alternativ kann dies auch dadurch ermöglicht werden, indem das Material aus einer dielektrischen ZrO, Ta205, Ti02, Al203, Hf02, BaxSri.xTi03, SrTi03) NaN02 oder Ba-Ti03 Schicht und einer daran anschließenden die hydrophobe Oberfläche ausbii-dende Einzelmolekülschicht, insbesondere (tridecafiuoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)trichlorosiiane (FTS), n-octyltrichlorosilane (OTS) oder (tridecafluoro-1,1 ^^-tetrahydrooctyOtriethoxysilane, besteht. 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @008 14/09 2010 16:48 FAX 0761263884 PA JELL 0 009 ······ f ·*· • ·· · · · · · »· ····« · * · • · 4 f · 4 « ·· «4 · « «· -6-
Besonders vorteilhaft für den Effekt der Elektrobenetzung und zu Zwecken der Im-pedanzmessung hat sich herausgestellt, wenn die dielektrische Schicht eine relative Permittivität >15 und die hydrophobe Schicht eine Schichtdicke kleiner 20nm aufweist.
Alternativ kann diese auch dadurch ermöglicht werden, wenn das Material aus einem hydrophoben dielektrischen Polymer mit vermengten Nanopartikeln besteht.
Verlaufen beide für die Impedanzmessung vorgesehen Elektroden unterschiedlich zueinander beabstandet, dann kann damit eine inhomogene Gesamtfeldverteilung geschaffen werden, um so unter anderem mit einer bereichsweisen erhöhten Feldstärke eine Partikelmessung vornehmen zu können.
Ist auf der hydrophoben Oberfläche und zwischen den beiden für die Impedanzmessung vorgesehen Elektroden eine biologische oder chemische Beschichtung vorgesehen, dann kann sich die Möglichkeit eröffnen, mit dem Flüssigkeitstropfen eine Analysewechseiwirkung einzugehen. Der Impedanzsensor bzw. die Vorrichtung kann damit auf einfach konstruktive Weise einer Funktionalisierung hinsichtlich der Detektion bevorzugter Anteile im Flüssigkeitstropfen unterworfen werden.
Besonders vorteilhaft hat sich herausgestelit, wenn ein zwischen einer Elektrode und einem Fiüssigkeitstropfen vorgesehenes, eine hydrophobe Oberfläche aufweisendes Material, das eine dielektrische Eigenschaft sowie eine Impedanz bei wenigstens einer Frequenz einer Wechselspannung an der Elektrode kleiner als die Impedanz des Fiüssigkeitstropfens aufweist, bei einer Vorrichtung zum wenigstens Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren des Flüssigkeitstropfens auf der hydrophoben Oberfläche mit Hilfe des Effekts der Elektrobenetzung verwendet wird. Es kann nämlich damit auch eine Impedanzmessung am Flüssigkeitstropfen vorgenommen werden, weil die Kapazität des Materials bei Erfüllung dieser Bedingung ausreichend hoch sein kann, um für eine ausreichende Empfindlichkeit zu sorgen. 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] ®009 14/09 2010 16:48 FAX 0761263884 PA JELL @010 ««···« * * ♦ # • •»«ft« · * **
Um dies zu erreichen, kann beispielsweise eine ZrO, Ta20s, T1O2 AI2O3, Hf02, BaxSri.xTi03, SrTi03,, NaN02 oder BaTi03 als dielektrische Schicht des Materials verwendet werden. Auch ist vorstellbar als dielektrische Schicht des Materials ein hydrophobes Polymer mit vermengten Nanopartikeln zu verwenden.
Die Erfindung hat sich außerdem die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art derart zu verbessern, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine besonders vielseitige Vorrichtung geschaffen werden kann,
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass zur Impedanzmessung zwischen einer Elektrode und einem Flüssigkeitstropfen ein Material mit einer hydrophoben Oberfläche vorgesehen wird, dessen Impedanz bei wenigstens einer Frequenz der an der Elektrode angelegten Wechselspannung kleiner der Impedanz des Flüssigkeitstropfens ist.
Wird zur Impedanzmessung zwischen einer Elektrode und einem Flüssigkeitstropfen ein Material mit einer hydrophoben Oberfläche vorgesehen, dessen Impedanz bei wenigstens einer Frequenz der an der Elektrode angelegten Wechselspannung kleiner der Impedanz des Flüssigkeitstropfens ist, dann kann auf einfache Weise das Material, das die Elektroden zur Eiektrobenetzung abdeckt, auch verwendet werden, um Elektroden zur Impedanzmessung abzudecken bzw. können dieselben Elektroden auch zur Impedanzmessung verwendet werden. Das Material erlaubt nämlich eine ausreichende Empfindlichkeit zur Impedanzmessung, so dass nicht nur für eine ausreichende elektrische Durchschlagsfestigkeit für eine Eiektrobenetzung gesorgt werden kann, sondern es kann auch die Funktionalität der Vorrichtung hinsichtlich einer Impedanzmessung durch einfache Verfahrensschritte erweitert werden.
Besonders einfache Verfahrensbedingungen ergeben sich, wenn in wenigstens eine Ausnehmung einer Elektrode eine Elektrode zur Impedanzmessung koplanar und gegenüber dieser isolierend eingebracht wird, Insbesondere der Auftrag des Materi- 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @010 14/09 2010 16:49 FAX 0761263884 PA JELL © 011 • * « ·· · ♦ · # · ♦ * » ♦··»· · 4 * «··« · ♦ · 4 4 -8- als mit der hydrophoben Oberfläche kann sich dadurch deutlich erleichtern, weil es im Wesentlichen eine ebene Fläche abzudecken gilt.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine teilweise aufgerissene Draufsicht auf die Vorrichtung,
Fig. 2 eine vergrößerte und abgerissene Schnittansicht nach M der Fig. 1,
Fig. 3 ein elektrische Ersatzschaltbildbeispiel der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Schnittansicht zu einem alternativen Schichtaufbau,
Fig. 5 und 6 Draufsichten zu alternativen Verläufen der Elektroden zur Impedanzmessung und
Fig. 7 eine Impedanz-Kennlinie von unterschiedlichen Anordnungen zwi schen den Elektroden zur Impedanzmessung.
Gemäß dem nach Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung 1 zum wenigstens Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren wenigstens eines Flüssigkeitstropfens 2 in einer teilweise aufgerissenen Draufsicht dargestelit. In dieser Draufsicht wurde der Übersichtlichkeit halber lediglich ein Flüssigkeitstropfen 2 dargestelit - es versteht sich von selbst, dass beispielsweise auch auf der Elektrode 3 ein Flüssigkeitstropfen 2 lagern kann. Die Vorrichtung weist mehrere Elektroden 3, 4, 5, 6, 7 und 8 auf, die für den Effekt der Elektrobenetzung ein den Flüssigkeitstropfen 2 wenigstens teilweise erfassendes eiektrisches Feld 9 erzeugen können. Beispielsweise wird nach Fig. 2 das sich zwischen den Elektroden 3 und 4 ausbildende elektrische Feld 9 gezeigt, das den Fiüssigkeitstropfen 2 durchdringt. Dieses elektrische Feld 9 entsteht dadurch, dass die Elektroden 3 und 4 mit einer elektronischen Schaltung 10 verbunden sind, die zwischen diesen Elektroden 3 und 4 eine Spannungsdifferenz erzeugt. Es ist aber auch vorsteilbar, dass die elektronische Schaltung 10 alternativ zur Elektrode 4 mit dem Flüssigkeitstropfen 2 über einen nicht näher dargesteliten Leiter als zweite Elektrode in elektrischem Kontakt steht. Das den Flüssigkeitstropfen 2 erfassende Feld 9 führt zu einer Veränderung der Oberflächenspannung des Flüssigkeitstropfens 2, so dass dieser über der unter elektrischer Spannung liegenden Elektrode 3 zu liegen kommt. Eine derartige Spannung kann von einer Gleich- oder Wechselspannungsquelie 11 und 12 stam- 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @|011 14/09 2010 16:49 FAX 0761263834 PA JELL 0012
• I « · 9 · • · » · « » • # * · * • * »♦ * * -9- men, die mit der elektrischen Schaltung 10 verbunden sind. Um eine Elektrolyse am Flüssigkeitstropfen 2 zu vermeiden, sind die Elektroden 3, 4, 5, 6, 7 und 8 von einem Material 13 abgedeckt, dass eine dielektrische Eigenschaft aufweist. Außerdem ist dieses Material 13 mit einer hydrophoben Oberfläche 14 versehen, damit der darauf lastende Flüssigkeitstropfen 2 mit Hilfe des Effekts der Elektrobenetzung zuverlässig bewegt, manipulieren und/oder positioniert werden kann. Beispielsweise > kann so ein Teilen des Flüssigkeitstropfens 2 oder auch ein Mischen des Flüssigkeitstropfens 2 mit anderen Flüssigkeitstropfen 2 durchgeführt werden. Um nun auch eine Impedanzmessung am Flüssigkeitstropfen durchführen zu können, wird erfindungsgemäß an eine Elektrode 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 eine Wechselspannung von einer Wechselspannungsquelle 12 angelegt. Es können aber auch eigens dafür vorgesehene Elektroden 15 und 16 vorgesehen sein. Der Einfachheit halber wird nun die Impedanzmessung anhand der Elektroden 15 weiter beschrieben. Die Schaltung 10 verbindet zu diesem Zweck die Elektroden 15 und 16 mit einer Wechselspannungsquelle 12, um damit ein den Flüssigkeitstropfen 2 auf der hydrophoben Oberfläche 14 des Materials 13 wenigstens teilweise erfassendes elektrisches Feld 17 zu erzeugen. Solch eine Impedanzmessung am Flüssigkeitstropfen 2 wird jedoch erst dann möglich, wenn erfindungsgemäße die Impedanz Zu des Materials 13 zwischen dieser Elektrode 15 und dem Flüssigkeitstropfen 2 bei wenigstens einer Frequenz der Wechselspannung kleiner der Impedanz Zf des Flüssigkeitstropfens 2 ist.
Beispielsweise wird ein vereinfachtes Ersatzschaltbild zwischen den beiden Elektroden 15 und 16 nach Fig. 3 dargestellt, um die die Impedanzen Zu und Zf prägenden Elemente des Materials 13 und des Flüssigkeitstropfens 2 näher aufzuzeigen.
Das Ersatzschaltbild, das sich zwischen den Elektroden 15 und 16 ausbildet, ist symmetrisch aufgebaut. So kann in diesem Ersatzschaltbild von links nach rechts der Beitrag des Materials 13 mit dem Widerstand Rhl parallel zur Kapazität Chl erkannt werde, was zur Impedanz Zu des die Elektrode 14 abdeckenden Materials 13 beitragen. Es folgt der Beitrag des Flüssigkeitstropfens 2 mit den Kapazitäten Cdl,
Cfl, den Widerständen Rct und Rfl und der Warburgimpedanz Zw. was zur Impe- 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @012 14/09 2010 16:49 FAX 0761263884 PA JELL @013 «··** » · · « • ·· · * * * * · ♦ * · · ·*·»· * » · * · * · * f * · · 4· M ·« * » ♦ · - 10 - danz Zf der Flüssigkeit 2 beiträgt. Anschließend an diesen Beitrag des Flüssigkeitstropfens 2 folgt wieder ein Beitrag des Materials 13 über der Elektrode 15.
Nach Fig. 7 ist der erfindungsgemäße technische Effekt der Impedanzbedingung näher dargestelit. So ist nach der impedanz-Kennlinie Zsd-r die Gesamt-Impedanz einer derzeitigen EWDO Vorrichtung erkennbar, welche Impedanz-Kennlinie ZsdT das Material 13 und Flüssigkeitstropfen 2 einschließt. Diese Impedanz-Kennlinie ZsdT hat keine Schnittmenge mit der Impedanz-Kennlinie Zei einer Elektrode ohne abdeckendes Material 13 in Kontakt mit dem Flüssigkeitstropfen 2, so dass keine Impedanzmessung am Flüssigkeitstropfen vorgenommen werden kann. Hingegen wird mit dem erfindungsgemäßen Material 13 eine Impedanz-Kennlinie Zerf möglich, welche in einigen Frequenzbereichen mit der Impedanz-Kennlinie Zei übereinstimmt und so auch aufgrund einer Schnittmenge eine Impedanzmessung ermöglicht.
Die elektronische Schaltung 10 kann mit den Elektroden 3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 und 16 entweder in Abhängigkeit des Effekts der Elektrobenetzung oder der Impedanzmessung mit unterschiedlichen Spannungspegeln und/oder Wechselspannungsfrequenzen versorgend verbunden sein, wofür die Gleich- oder Wechselspannungsquelle 11 und 12 zur Verfügung stehen,
Die Elektroden 3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 und 16 sind auf einem gemeinsamen als Substrat ausgeführten Träger 18 angeordnet bzw, auf diesem aufgebracht. Zwischen den Elektroden 3, 4, 5, 6 7 oder 8 sowie 15 und 16 ist zur Vermeidung von Kurzschlüssen eine Isolationsschicht vorgesehen, die vorzugsweise auch das Material 13 darstellen kann, wie in Fig. 2 ersichtlich.
Nach Fig. 3 besteht das Material 13 aus zwei Schichten. So ist zunächst eine die Elektroden 3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 und 16 abdeckende dielektrische Schicht 19 vorgesehen, die von einer weiteren die hydrophobe Oberfläche 14 ausbildende Schicht 20 abgedeckt ist. Das Material der Schicht 19 kann beispielsweise ZrO, Ta205, Ti02, AI2O3, Hf02, BaxSn.xTiOs, SrTi03, NaNÜ2 oder BaTiO^. Das Material der Schicht 20 kann entweder aus einer hydrophoben Oberfläche ausbildenden Polymerschicht, 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @013 14/09 2010 16:49 FAX 07Θ1263884 PA JELL @1014 »**·· i · I · * «· i « · * · ·* « ·· a * * « « · · · • · » · » · a i · • a · * · · « i a· -11 - insbesondere PTFE, oder aus einer Einzelmolekülschicht, insbesondere (tridecaflu-oro-1,1,2,2-tetrahydroocty!)trichlorosiiane (FTS), n-octyltrichiorosiiane (OTS) oder (tridecafiuoro-1,1,2,2-tetrahydroocty!)triethoxysilane bestehen.
Wie in Fig. 1 dargesteilt, sind die beiden Elektroden 15 und 16 zur Impedanzmessung mit deren Elektrodenflächen innerhalb der Auflagefiäche des Flüssigkeitstropfens 2 auf der hydrophoben Oberfläche 14 angeordnet, was eine äußerst genaue Überdeckung der Elektroden 15 und 16 schafft. Eine besondere Reproduzierbarkeit zu den erfassten Messergebnissen kann so auf einfache Weise sichergesteilt werden.
Eine bevorzugte Anordnung der Elektroden 15 und 16 zur Impedanzmessung ist, wenn diese in Ausnehmungen 21 der Elektrode 3 für den Effekt der Eiektrobenet-zung mindestens teilweise vorgesehen und gegenüber dieser isoliert ausgeführt sind. Insbesondere schließen diese Elektroden 15 und 16 zur Impedanzmessung bündig und koplanar mit der Elektrode 3 ab. Dadurch kann nicht nur das Material 13 in einem einfachen Verfahrensschritt auf die Elektroden 3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 und 16 aufgebracht, sondern es kann auch auf konstruktiv einfache Weise eine besondere Abschirmung der Elektroden 15 und 16 geschaffen werden.
Nach Fig. 5 wird ein alternativer Verlauf von Elektroden 15 und 16 zur Impedanzmessung dargestellt. Die beiden für die Impedanzmessung vorgesehen Elektroden 15 und 16 verlaufen unterschiedlich zueinander, insbesondere bilden diese einen spitzförmigen Zulauf 22 aus, um eine inhomogene Feldverteilung des elektrischen Felds 17 zu ermöglichen.
Nach Fig. 6 ist auf der hydrophoben Oberfläche 14 und zwischen den beiden für die Impedanzmessung vorgesehen Elektroden 15 und 16 eine biologische oder chemische Beschichtung 23 für eine Analysewechselwirkung mit dem Flüssigkeitstropfen 2 vorgesehen. Die Impedanzmessung zwischen diesen Elektroden 15 und 16 kann so funktionalisiert bestimmte Flüssigkeitsanteile erfassen. 14/09 2010 DI 16:45 ISE/EM NR 52141 @1014 14/09 2010 16:50 FAX 0761263884 PA JELL @015 - 12
Durch eine Funktionaiisierung der impedanzmessung bzw. durch die kompakte Anordnung der Elektroden 3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 und 16 auf einem Substrat 18 kann auf so einfache Weise ein Vorrichtung 1 als Handwerkzeug ermöglicht werden.
Nach Fig. 4 wird ein alternativer Schichtaufbau des Materials 13 gezeigt. Das einschichtige Material 13 weist hier ein hydrophobes dielektrisches Polymer 24 mit vermengten Nanopartikeln auf, wodurch dieses Polymer selbst die hydrophobe Oberfläche 14 schaffen kann.
Die hydrophobe Oberfläche 14 kann beispielsweise als Schicht 20 des Materials 13, durch das Material 13 als Polymer 24 selbst oder auch durch chemische und/oder physikalische Modifikation der Oberfläche des Materials 13, insbesondere durch ein Ätzen mit Hilfe von Plasma gebildet werden.
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Claims (20)
14/09 2010 16:50 FAX 0761203884 PA JELL @1016 *··«·· » «·· • I I ·· * · · * · • » t I ·* I · · · * • · · · # · * * V * ·· ·· ♦ · * ♦ Patentanwalt Dipl.-Ing. Friedrich Je!! Hittmairstraße 11, A-4020 Linz (00007 PAT) je! Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum wenigstens Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren wenigstens eines Flüssigkeitstropfens (2) auf einer hydrophoben Oberfläche (14) mit Hilfe des Effekts der Eiektrobenetzung mit mehreren Elektroden (3, 4, 5, 6, 7 und 8), die von einem die hydrophobe Oberfläche (14) aufweisenden Material (13) abgedeckt sind, das eine dielektrische Eigenschaft aufweist, und mit einer mit wenigstens einer Elektrode (3) und dem Flüssigkeitstropfen (2) verbundenen elektronischen Schaltung (10) zum Anlegen einer Spannung an die Elektrode (3), um für den Effekt der Eiektrobenetzung ein den Flüssigkeitstropfen (2) auf der hydrophoben Oberfläche (14) des Materials (13) wenigstens teilweise erfassendes elektrisches Feld (9) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (10) mit wenigstens einer Elektrode (3, 4, 5, 6, 7 und 8 bzw. 15 oder 16) zum Anlegen einer Wechselspannung verbunden ist, wobei für eine Impedanzmessung am Flüssigkeitstropfen (2) die Impedanz (Zm) des Materials (13) zwischen der Elektrode (3, 4, 5, 6, 7 und 8 bzw. 15 oder 16) und dem Flüssigkeitstropfen (2) bei wenigstens einer Frequenz der Wechselspannung kleiner der Impedanz (ZF) des Flüssigkeits-tropfens (2) ist, um ein den Flüssigkeitstropfen (2) auf der hydrophoben Oberfläche (14) des Materials (13) wenigstens teilweise erfassendes elektrisches Feld (17) zu erzeugen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (3, 4, 5, 6, 7, 8, 15, 16) auf einem gemeinsamen Träger (18) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (13) eine dielektrische Schicht (19) und eine daran anschließende die hydrophobe Oberfläche (14) ausbildende Schicht (20) aufweist. 14/09 2010 DI 16:45 ESE/EM NR 5214] @016 14/09 2010 16:50 FAX 0761263884 PA JELL @017
I» ♦ · ·· -2-
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Impedanzmessung am Flüssigkeitstropfen (2) die elektronische Schaltung (10) mit wenigstens zwei ein gemeinsames Feld (17) erzeugenden Elektroden (15, 16) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden zur Impedanzmessung mit deren Elektrodenflächen innerhalb der Auflagefläche des Flüssigkeitstropfen auf der hydrophoben Oberfläche angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (3) eine Ausnehmung (21) aufweist, in der wenigstens eine Elektrode (15, 16) für die Impedanzmessung mindestens teilweise vorgesehen und gegenüber dieser isoliert ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) zur Eiektrobenetzung wenigstens zwei Ausnehmungen (21) aufweist, in die Elektroden (15, 16) zur Impedanzmessung zumindest teilweise vorgesehen und gegenüber dieser isoliert ausgeführt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Ausnehmung (21) vorgesehene Elektrode (15, 16) zur Impedanzmessung bündig, insbesondere koplanar mit der die Ausnehmung (21) aufweisenden Elektrode (3) abschließt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (10) mit beiden Elektroden (15, 16) entweder in Abhängigkeit des Effekts der Eiektrobenetzung oder der Impedanzmessung mit unterschiedlichen Spannungspegeln und/oder Wechselspannungsfrequenzen versorgend verbunden ist. 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @017 14/09 2010 16:50 FAX 0761263884 PA JELL @018
· ·· » ·
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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (13) aus einer dielektrischen ZrO, Ta20s, Ti02, Αΐ2θ3ι HfC>2, BaxSri.xTi03, SrTi03, NaNO20der BaTiOj Schicht (19) und einer daran anschließenden die hydrophobe Oberfläche (14) ausbildende Polymerschicht (20), insbesondere PTFE, besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (13) aus einer dielektrische ZrO, T&2O5, Ti02, AI2O3, Hf02, BaxSri.xTt03, SrTi03, NaNO20der BaTi03 Schicht (19) und einer daran anschließenden die hydrophobe Oberfläche (14) ausbildende Einzelmolekülschicht (20), insbesondere (tridecafiuoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)trichlorosilane (FTS), n-octyltrichlorosilane (OTS) oder (tridecafiuoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)triethoxysilane, besteht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Schicht (19) eine relative Permittivität >15 und die hydrophobe Schicht (20) eine Schichtdicke kleiner 20nm aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (13) aus einem hydrophoben dielektrischen Polymer mit vermengten Nanopartikeln besteht.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaffung einer inhomogenen Gesamtfeldverteilung die beiden für die Impedanzmessung vorgesehen Elektroden (15, 16) unterschiedlich zueinander beab-standet verlaufen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der hydrophoben Oberfläche (14) und zwischen den beiden für die Impedanzmessung vorgesehen Elektroden (15, 16) eine biologische oder chemische Be- 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @018 14/09 2010 10:51 FAX 0761263884 PA JELL @019 »· * · · * » · * · - 4 - Schichtung (23) für eine Analysewechselwirkung mit dem Flüssigkeitstropfen (2) vorgesehen ist.
16. Verwendung eines zwischen einer Elektrode (3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 oder 16) und einem Flüssigkeitstropfen (2) vorgesehenen, eine hydrophobe Oberfläche (14) aufweisenden Materials (13), das eine dielektrische Eigenschaft sowie eine Impedanz (Zm) bei wenigstens einer Frequenz einer Wechsetspannung an der Elektrode (3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 oder 16) kleiner als die Impedanz (Zf) des Flüssigkeitstropfens (2) aufweist, bei einer Vorrichtung (1) zum wenigstens Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren des Flüssigkeitstropfens (2) auf der hydrophoben Oberfläche (14) mit Hilfe des Effekts der Elektrobenetzung.
17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ZrO, Ta205, T1O2 Al203l Hf02, BaxSri-xTi03, SrTi03,, NaN02oder BaTi03als dielektrische Schicht (20) des Materials (13) verwendet wird.
18. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydrophobes Polymer mit vermengten Nanopartikeln als dielektrische Schicht (24) des Materials (13) verwendet wird.
19. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (1) zum wenigstens Bewegen, Manipulieren und/oder Positionieren eines Flüssigkeitstropfens (2) auf einer hydrophoben Oberfläche (14), wobei auf ein Substrat (18) wenigstens eine Elektrode (3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 oder 16) aufgebracht und diese Elektrode (3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 oder 16) mit einem Material (13) abgedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Impedanzmessung zwischen einer Elektrode (3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 oder 16) und einem Flüssigkeitstropfen (2) ein Material (13) mit einer hydrophoben Oberfläche (14) vorgesehen wird, dessen Impedanz (ZM) bei wenigstens einer Frequenz der an der Elektrode (3, 4, 5, 6, 7, 8, 15 oder 16) angelegten Wechselspannung kleiner der Impedanz (Zf) des Flüssigkeitstropfens (2) ist. 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @019 14/09 2010 16:51 FAX 0761263884 PA JELL @020 -5-
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens eine Ausnehmung (21) einer Elektrode (3) wenigstens eine Elektrode (15 oder 16) zur Impedanzmessung koplanar und gegenüber dieser isolierend eingebracht wird. Linz, am 14. September 2010 Johannes Kepler Universität durch:
u 14/09 2010 DI 16:45 [SE/EM NR 5214] @020
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004035551A1 (de) * | 2004-02-06 | 2005-09-01 | Siemens Ag | Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
| WO2008147568A1 (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Digital Biosystems | Electrowetting based digital microfluidics |
| CN101677033A (zh) * | 2008-09-19 | 2010-03-24 | 深圳先进技术研究院 | 一种聚合物基复合电介质材料及平板型电容器 |
-
2010
- 2010-09-14 AT AT0152910A patent/AT510310A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004035551A1 (de) * | 2004-02-06 | 2005-09-01 | Siemens Ag | Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
| WO2008147568A1 (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Digital Biosystems | Electrowetting based digital microfluidics |
| CN101677033A (zh) * | 2008-09-19 | 2010-03-24 | 深圳先进技术研究院 | 一种聚合物基复合电介质材料及平板型电容器 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| "A Microfluidic Device with Embedded Capacitive Sensor for Fluid Discrimination and Characterization" 2010 First International Conference on Sensor Device Technologies and Applications (SENSORDEVICES), (2010) p 253-7 * |
| "An Affinity Sensor Improved by EWOD Actuator-Based Microfluidic Chip * |
| "Fault Modeling and Functional Test Methods for Digital Microfluidic Biochips" IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol 3, no 4 (2009) p 241-253 * |
| "Testing Microelectronic Biofluidic Systems" IEEE Design & Test of Computers, vol 24, no 1 (2007) 72-82 * |
| "Using capacitance measurements in EWOD devices to identify fluid composition and control droplet mixing" Sensors and Actuators B, vol 145, no 1 (2010) 340-347 * |
| Capacitive sensing of droplets for microfluidic devices based on thermocapillary actuation" Lab Chip, vol 4 (2004) p 173-480 * |
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