CN102416351A - 一种电荷输运微流体芯片系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微流体芯片技术领域，具体为一种电荷输运微流体芯片系统。该系统包括：微流体芯片、油盒、电荷注入探针、电荷收集器和电源；微流体芯片浸没在盛满绝缘硅油的油盒中，电荷注入探针和电荷收集器分别悬挂于油盒中，两者探针针尖靠近微流体芯片的上表面，电荷注入探针连接于电源的正极或负极。通过本系统能够产生一带有净电荷的可在微流体芯片表面运动的液滴。本发明以简单易行的方式实现了传统的需要复杂的设备才能进行的带电生物实验，减小了实验的成本。本系统为许多电荷相关的生物实验提供了一个微型化的智能反应平台。
Description
技术领域
本发明属于微流体芯片技术领域，具体涉及一种电荷输运微流体芯片系统。
背景技术
微流体芯片在生物医学领域具有极其广泛的应用前景。通过微流体芯片系统进行生物试剂的运输及反应，可实现生物检测的微小化及智能化。同时由于对试剂的用量大大减少，极大的节约了生物实验的成本。如今微流体芯片技术不仅仅被用来输运生物试剂，还出现了一些新的技术，将微流体芯片用来运载固体物质，扩展了微流体芯片的应用范围，从而进一步打开了将微流体芯片作为运输工具的大门。
现今的生物化学实验中，常常要利用溶液的电极性作为实验的基本条件。但是产生带电的液体，并完好的存储及运输，往往涉及复杂的操作和较多的设备。如果能将微流体芯片技术应用于该类实验，则会大大减小实验的设备，节约试剂的用量，同时对电荷需求量的降低也会简化液滴电荷的产生及输运的操作过程。所以制备一种有利于电极性相关的生物实验的微流体芯片，有着重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种系统简单，价格低廉，可克服传统的复杂的带电实验设备的固有局限的新型电荷输运微流体芯片系统，以实现在微流体芯片上进行带电液滴的产生输运及存储。
本发明提供的电荷输运微流体芯片系统，主要包括：一个微流体芯片，一个油盒，一个电荷注入探针，一个电荷收集器，电源；
所述微流体芯片从下至上包括：一个绝缘的衬底；所述衬底的表面覆盖有一层控制电极；所述控制电极的表面覆盖有一层绝缘介质；所述绝缘介质的表面覆盖有一层疏水层；
所述微流体芯片浸泡于盛满绝缘硅油的所述油盒中；所述电荷注入探针悬挂于油盒中，电荷注入探针针尖靠近所述微流体芯片的上表面，针尖与上表面之间保持相当于一滴液滴的半径的距离；所述电荷注入探针连接于电源的正极或负极，连接于正极则探针注入正电荷，连接于负极则探针注入负电荷；
所述电荷收集器悬挂于油盒中，电荷收集器的针尖靠近所述微流体芯片的上表面，针尖与上表面之间的间距小于一滴液滴的半径。
所述微流体芯片的控制电极在电荷注入的时候接地，在液滴运动的时候接控制信号。
本发明通过微流体芯片产生可供运输的带电液体，并通过微流体芯片的控制电极控制带电液滴的运动，将液滴运输到指定位置，参与反应，并可以通过电荷收集器将电荷收集起来，或将液滴中的残存电荷释放掉。以简单易行的方式实现了传统的需要复杂的设备才能进行的带电生物实验，大大减小实验的成本。本发明为许多电荷相关的生物实验提供了一个微型化的智能的反应平台，为复杂片上智能实验室系统提供了一种新型的工具。
附图说明
图1为本发明的系统结构图示。
图2为本发明的电荷注入图示。
图3为本发明的带电液滴移动图示。
图中标号：1为绝缘衬底，2为控制电极，3为绝缘介质，4为疏水层，5为液滴，6为电荷注入探针，7为电荷收集器，8为绝缘硅油，9为油盒，10为电源。
具体实施方式
下面根据图1—图2给出本发明一个较好实施例并予以详细描述，以便更好地说明本发明，但本发明不限制于该实施例。
如图1所示，本发明提供的一种新型电荷输运微流体芯片系统，其结构主要包括：一个微流体芯片，该微流体芯片从下至上包括：一个绝缘的衬底1；所述衬底的表面覆盖有一层控制电极2；所述控制电极的表面覆盖有一层绝缘介质3；所述绝缘介质的表面覆盖有一层疏水层4。
所述微流体芯片浸泡于一盛满绝缘硅油8的油盒9中。所述油盒9中悬挂有一电荷注入探针6，针尖靠近所述微流体芯片的上表面，之间保持相当于一滴液滴的半径的距离；所述电荷注入探针连接于电源的正极或负极，正极则探针注入正电荷，负极则探针注入负电荷。
所述微流体芯片的控制电极在电荷注入的时候接地，在液滴运动的时候接控制信号。
所述油盒中悬挂有一电荷收集器7，所述电荷收集器的针尖靠近所述微流体芯片的上表面，针尖与表面之间的间距小于一滴液滴的半径。
如图2所示，为系统电荷注入示意图。当电荷注入探针6与控制电极2间连接一直流电源10，且电源正极接电荷注入探针6时，正电荷注入液滴5中，同时由于产生了电湿润现象，液滴5会由球形变扁，高度下降，同时脱离电荷注入探针6，由于装置位于绝缘的硅油8中，液滴5中的正电荷就被储存在液滴里。
如图3所示，为带电液滴运动示意图。当正电荷注入液滴5中后，将直流电源10接入控制电极2中位于液滴下方的左右两个相邻电极间，且电源10的负极接右侧电极，则带电液滴就会向右方运动，同时保持扁状形状。如此反复，即可通过改变控制电极2的加电位置，实时控制带电液滴5的运动方向。如果要释放液滴5中的电荷，只需将液滴5运动到电荷收集器7的正下方，液滴5中的电荷就会转移至电荷收集器7中，液滴5随即恢复为原先的球型，中心点位置上升。
Claims (2)
1.一种电荷输运微流体芯片系统，其特征在于包括：一个微流体芯片，一个油盒，一个电荷注入探针，一个电荷收集器，一个电源；其中：
所述微流体芯片从下至上包括：一个绝缘的衬底；所述衬底的表面覆盖有一层控制电极；所述控制电极的表面覆盖有一层绝缘介质；所述绝缘介质的表面覆盖有一层疏水层；
所述微流体芯片浸泡于盛满绝缘硅油的所述油盒中；所述电荷注入探针悬挂于油盒中，电荷注入探针针尖靠近所述微流体芯片的上表面，针尖与上表面之间保持相当于一滴液滴的半径的距离；所述电荷注入探针连接于电源的正极或负极，连接于正极则探针注入正电荷，连接于负极则探针注入负电荷；
所述电荷收集器悬挂于油盒中，电荷收集器的针尖靠近所述微流体芯片的上表面，针尖与上表面之间的间距小于一滴液滴的半径。
2.根据权利要求1所述的电荷输运微流体芯片系统，其特征在于所述微流体芯片的控制电极在电荷注入的时候接地，在液滴运动的时候接控制信号。
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