CN108393105A - 一种微流控芯片及其控制系统、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微流控芯片，通过在上极板设置至少两个通孔用做液滴的入口和/或液滴的出口；下极板的微电极阵列包括至少两个通孔电极、主通道区、至少一个混合旁路通道区和/或至少一个分离旁路通道区和/或至少一个移动旁路通道区，通孔贯穿上极板并正对着通孔电极的位置；提高微流控芯片的工作效率，实现了对液滴的灵活操作；还提供一种微流控芯片的控制系统及其控制方法，克服了现有微流控芯片对液滴的操作单一且进行多种液滴操作时，所需操作复杂的技术问题，本发明实现了对微流控芯片的快速控制，并且简化微流控芯片的控制流程，利用电容测量单元构成反馈回路以提高对液滴操作的精确度。

Description

一种微流控芯片及其控制系统、控制方法

技术领域

本发明涉及微流控装置领域，尤其是一种微流控芯片及其控制系统、控制方法。

背景技术

“芯片实验室(Labona chip)”是在一个几平厘米的芯片上，通过微电极阵列来控制流体，实现样品的制备、合成、分离、检测等基本操作，完成常规化生物或化学实验室上的各种检测分析功能。目前众多的微流控芯片是基于通道中的连续流体，而另一类操作液滴的芯片则是数字微流控，凭借其可配置、试剂用量小、易实现自动化等优势吸引着越来越多的研究者研究，最常见的驱动方式有介电润湿、电润湿，电泳、介电泳、静电力等，基于介电润湿的数字微流控芯片发展得最快。

基于介电润湿的数字微流控芯片通常包括上、下两层极板，其中上层极板由玻璃基板，沉淀在玻璃基板上的ITO，以及旋涂在ITO表面的疏水层构成；下层极板由玻璃基板，沉淀在玻璃基板上的微电极阵列,覆涂在微电极阵列的电介层以及旋涂在电介层上的疏水层构成，由支撑物进行上下两层极板的连接，微液滴置于上下两层极板之间。主控模块通过控制上极板和微电极阵列来实现液滴分裂、移动、合成、分离四种基本操作。

但是在传统的基于介电润湿的数字微流控芯片中，在不改变参数的情况下，其对液滴的操作比较单一或者实现四种基本操作需要不断调整各个参数，操作复杂，具有一定的局限性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种微流控芯片及其控制系统、控制方法，用于提高微流控芯片的工作效率，并且简化微流控芯片的控制流程。

本发明所采用的技术方案是：一种微流控芯片，包括上极板、下极板和设置在所述上极板、下极板之间的微液滴，所述上极板包括由下而上依次设置的上基板、零电极层和第一疏水层；所述下极板包括由下而上依次设置的下基板、微电极阵列、电介层以及第二疏水层；

所述上极板还设置有至少两个通孔用做液滴的入口和/或液滴的出口；

所述微电极阵列包括至少两个通孔电极、主通道区、至少一个混合旁路通道区和/或至少一个分离旁路通道区和/或至少一个移动旁路通道区；所述混合旁路通道区的电极用于实现微液滴的混合操作，所述分离旁路通道区的电极用于实现微液滴的分离操作，所述移动旁路通道区的电极用于实现微液滴的移动操作；所述通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区设置在主通道区的周围，所述通孔贯穿上极板并正对着通孔电极的位置。

进一步地，所述微电极阵列的电极之间的间距范围为0.01mm-0.5mm。

进一步地，所述微电极阵列的电极的形状为半月形或正方形。

进一步地，所述通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区分别与主通道区垂直。

进一步地，所述混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区的电极的大小小于通孔电极的大小。

进一步地，所述分离旁路通道区和混合旁路通道区的电极数目为至少5个。

进一步地，所述移动旁路通道区的电极数目为至少3个。

本发明所采用的另一技术方案是：一种微流控芯片的控制系统，包括主控单元、电极驱动单元、电容测量单元和所述的微流控芯片；

所述主控单元用于输出液滴控制信号至电极驱动单元，所述液滴控制信号包括分裂操作控制信号和/或混合操作控制信号和/或分离操作控制信号和/或移动操作控制信号，并根据电容值判断微流控芯片是否完成操作；所述电极驱动单元用于根据所述液滴控制信号控制微流控芯片进行相应的操作；所述电容测量单元用于测量微流控芯片的微电极阵列的电极的电容值；

所述主控单元分别与电极驱动单元、电容测量单元连接，所述电极驱动单元的输出端与微流控芯片的微电极阵列的输入端连接，所述电容测量单元与微流控芯片的微电极阵列连接。

进一步地，所述电极驱动单元包括SSD1627芯片。

进一步地，所述电容测量单元包括Pcap01电容测量芯片。

本发明所采用的另一技术方案是：一种微流控芯片的控制方法，应用于所述的微流控芯片的控制系统，包括以下步骤：

主控单元输出液滴控制信号至电极驱动单元，所述液滴控制信号包括分裂操作控制信号和/或混合操作控制信号和/或分离操作控制信号和/或移动操作控制信号；

所述电极驱动单元根据所述液滴控制信号控制微流控芯片进行相应的操作；

电容测量单元测量微流控芯片的微电极阵列的电极的电容值；

所述主控单元根据所述电容值判断微流控芯片是否完成操作。

本发明的一个有益效果是：

本发明中一种微流控芯片，通过在上极板设置至少两个通孔用做液滴的入口和/或液滴的出口；下极板的微电极阵列包括至少两个通孔电极、主通道区、至少一个混合旁路通道区和/或至少一个分离旁路通道区和/或至少一个移动旁路通道区，通孔贯穿上极板并正对着通孔电极的位置；克服了现有微流控芯片对液滴的操作单一且进行多种液滴操作时，所需操作复杂的技术问题，本发明的微流控芯片可以对微液滴进行分裂、分离、混合、移动多种液滴操作，提高微流控芯片的工作效率，不仅实现了对液滴的灵活操作，提高了数字微流控芯片功能的集成度，而且也扩大了数字微流控领域的应用范围。

另外，通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区分别与主通道区垂直，使液滴受力均匀故更易于驱动，也有利于微液滴的分裂。

本发明的另一个有益效果是：

本发明中一种微流控芯片的控制系统及其控制方法，其中，主控单元输出液滴控制信号至电极驱动单元，液滴控制信号包括分裂操作控制信号和/或混合操作控制信号和/或分离操作控制信号和/或移动操作控制信号；电极驱动单元根据液滴控制信号控制微流控芯片进行相应的操作；主控单元根据电容测量单元测量微电极阵列的电极的电容值判断微流控芯片是否完成操作。提供一种微流控芯片的控制系统及其控制方法，克服了现有微流控芯片对液滴的操作单一且进行多种液滴操作时，所需操作复杂的技术问题，本发明实现了对微流控芯片的快速控制，并且简化微流控芯片的控制流程，利用电容测量单元构成反馈回路以提高对液滴操作的精确度。

本发明可以广泛应用于各种数字微流控芯片、微流控芯片控制系统及其方法中。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明中一种微流控芯片的一具体实施例结构示意图；

图2是本发明中一种微流控芯片的一具体实施例立体示意图；

图3是本发明中一种微流控芯片的下极板的一具体实施例俯视图；

图4是本发明中一种微流控芯片的微电极阵列的一具体实施例示意图；

图5是本发明中一种微流控芯片的控制系统的一具体实施例结构框图；

图6是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴分裂的一具体实施例驱动波形图；

图7是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴移动的一具体实施例驱动波形图；

图8是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴混合的一具体实施例驱动波形图；

图9是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴分离的一具体实施例驱动波形图；

其中，1-主通道区；2-混合旁路通道区；3-第一分离旁路通道区；4-第二分离旁路通道区；5-移动旁路通道区；6-入口通孔电极；7-出口通孔电极；8-上基板；9-零电极层；10-第一疏水层；11-下基板；12-微电极阵列；13-电介层；14-第二疏水层；15-空气介质；16-微液滴；17-通孔；18-电极；19-引线；A-上极板；B-下极板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1，图1是本发明中一种微流控芯片的一具体实施例结构示意图；一种微流控芯片，包括上极板A、下极板B和设置在上极板A、下极板B之间的微液滴16，上极板A、下极板B之间还有空气介质15，上极板A包括由下而上依次设置的上基板8、零电极层9和第一疏水层10；下极板B包括由下而上依次设置的下基板11、微电极阵列12、电介层13以及第二疏水层14。

参考图2，图2是本发明中一种微流控芯片的一具体实施例立体示意图；上极板A还设置有至少两个通孔17用做液滴的入口和/或液滴的出口；一个通孔17可以同时作为液滴的入口和出口，本实施例中，设置4个通孔17以便于多种不同液滴的操作，为了便于实际操作，2个通孔17设置在微流控芯片的左侧用做液滴的入口，2个通孔17设置在微流控芯片的右侧用做液滴的出口。

参考图1、图2、图3和图4，图3是本发明中一种微流控芯片的下极板的一具体实施例俯视图；图4是本发明中一种微流控芯片的微电极阵列的一具体实施例示意图；微电极阵列12包括多个电极18，分别用于实现不同的功能，其中，微电极阵列12包括至少两个通孔电极(本实施例中，包括4个通孔电极，如图4所示，2个入口通孔电极6和2个出口通孔电极7)、主通道区1、旁路通道区，旁路通道区包括至少一个混合旁路通道区2和/或至少一个分离旁路通道区(如图4中的第一分离旁路通道区3或第二分离旁路通道区4)和/或至少一个移动旁路通道区5；混合旁路通道区2的电极用于实现微液滴的混合操作，分离旁路通道区的电极用于实现微液滴的分离操作，移动旁路通道区的电极用于实现微液滴的移动操作；通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区设置在主通道区的周围；其中，通孔电极设置在主通道区的周围，且通孔电极的大小大于主通道区的电极大小，当液滴由通孔电极向主通道区前进时，通过控制电极不同的通电状态可控制液滴进行分裂；本实施例中，如图4所示，入口通孔电极6通过其他一些连接电极(如图4中的电极B和电极C与主通道区1连接，当液滴由电极A(即入口通孔电极)移动到电极C的过程中，通过控制电极的通断电，就可以实现对液滴进行分裂操作；另外，通孔17贯穿上极板A并正对着通孔电极的位置，具体地，通孔17正对着通孔电极的几何中心，以实现将液滴导入芯片中。液滴通过入口(如图4中的6)进入微电极阵列，然后根据需要移动至旁路通道区，完成相应的操作后，可移动至出口(如图4中的7)移出液滴。

本发明中一种微流控芯片，克服了现有微流控芯片对液滴的操作单一且进行多种液滴操作时，所需操作复杂的技术问题，本发明的微流控芯片可以对微液滴进行分裂、分离、混合、移动多种液滴操作，提高微流控芯片的工作效率，不仅实现了对液滴的灵活操作，提高了数字微流控芯片功能的集成度，而且也扩大了数字微流控领域的应用范围。

作为技术方案的进一步改进，上基板的材料可以是玻璃、塑料等透明材料，本实施例中，上基板为玻璃基板，玻璃基板的厚度为0.7-1.5mm，一层25-140nm厚的ITO在玻璃基板上印刷以形成零电极层，一层300-1000nm厚的疏水层旋涂在ITO零电极层上。另外，下基板的材料可以是玻璃、石英等绝缘固体材料，本实施例中，下基板为玻璃基板，其厚度为0.7-1.5mm，一层25-140nm厚的ITO通过掩膜版印刷在玻璃基板上，再通过微纳加工的方法形成微电极阵列，其中电极间隙均为0.01mm，一层300nm厚的电介层覆盖在微电极阵列上，360nm的疏水层旋涂在电介层上。微电极阵列可以是ITO、金、银、铬、铝等导电性能好的材料。电介层可选择介电常数较高，抗击穿能力较强的材料。根据杨氏方程，电介层和疏水绝缘层的介电常数越大，意味着初始接触角越大，越有利于后面的驱动。电润湿器件中，疏水绝缘层是器件的重要组成部分，对应用器件的性能和寿命等有决定性作用。特别是在电润湿显示器件中，疏水绝缘层对于器件的开关性能、驱动电压、可靠性等都具有非常重要的影响。疏水绝缘层常用的材料是氟聚物，常用的氟聚物疏水材料主要有DuPont Teflon AF1600，AsahiCytop CTL-809M和Cytonix FluoroPel 1601V等。氟聚物薄膜通常不够致密而表现出多孔结构，在电润湿中，即使是一个很小的孔，在液体加电压的状态下也有可能造成孔的扩大，造成绝缘层击穿和水的电解。尽管电润湿可以在单层绝缘层上完成，但为了提高电润湿器件的可靠性，可以采用两层甚至多层的结构。两层结构的疏水电介层主要包括上层的疏水氟聚物层和下层的介电绝缘层，常用的无机电介层有SiO2、Si3N4、SiOC或者ONO(oxide-nitride-oxide)等。抗击穿能力，是液体在加电压的状态下，看介电材料是否会被造成孔。抗击穿能力，有两种测试方法，一种是同一种膜材料，在不同电压下，测试其是否被穿孔，表征其耐压性。另一种是同一电压下，改变其加电压的时间，测试其是否被穿孔，测试其寿命。

作为技术方案的进一步改进，微电极阵列的电极之间的间距范围为0.01mm-0.5mm，本发明中，电极间距均为0.01mm。微电极阵列的电极的形状为半月形或正方形，本实施例中，电极的形状为正方形；微电极阵列的电极大小在0.5mm*0.5mm-3mm*3mm之间，混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区的电极的大小小于通孔电极的大小。参考图4，混合旁路通道区2的电极大小为3*3mm，第一分离旁路通道区3的电极大小为2.5mm*2.5mm，移动旁路通道区5的电极大小为2*2mm，第二分离旁路通道区4的电极大小为1.5*1.5mm，旁路通道区的电极分别设置成不同大小以用于操作不同体积大小的液滴，实用性强。另外，芯片引入了一个连续的虚拟通道(即主通道区)作为可以补充的流体水库，主通道区用于沟通通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区，通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区分别与主通道区垂直，使液滴受力均匀故更易于驱动，也有利于微液滴的分裂。

作为技术方案的进一步改进，参考图4，分离旁路通道区和混合旁路通道区的电极数目为至少5个，如第一分离旁路通道区3由7个电极组成；混合旁路通道区2由7个电极组成；移动旁路通道区的电极数目为至少3个，如移动旁路通道区5由6个电极组成。除通孔电极、分离旁路通道区、混合旁路通道区、移动旁路通道区外，微电极阵列的其余电极为连接电极。

基于上述微流控芯片，本发明还提供一种微流控芯片的控制系统，参考图5，图5是本发明中一种微流控芯片的控制系统的一具体实施例结构框图；包括主控单元、电极驱动单元、电容测量单元和上述的微流控芯片；

主控单元用于输出液滴控制信号至电极驱动单元，液滴控制信号包括分裂操作控制信号和/或混合操作控制信号和/或分离操作控制信号和/或移动操作控制信号，并根据电容值判断微流控芯片是否完成操作；电极驱动单元用于根据液滴控制信号控制微流控芯片进行相应的操作；电容测量单元用于测量微流控芯片的微电极阵列的电极的电容值；主控单元分别与电极驱动单元、电容测量单元连接，电极驱动单元的输出端与微流控芯片的微电极阵列的输入端连接，电容测量单元与微流控芯片的微电极阵列连接。

本发明的微流控芯片的控制系统，通过主控单元控制电极驱动单元给微流控芯片加电，使其从两个水库(即入口)中分裂出一定体积的液滴，再通过一个连续的虚拟通道(即主通道区)将液滴移动至旁路通道区(例如移动旁路通道区)，在旁路通道区完成相应的操作后(即加相应的驱动波形以完成液滴操作)，再次通过连续的虚拟通道移动至另一端的两个水库即出口，完成液滴操作。其中，主控单元根据电容测量单元测量的电容值判断微液滴是否完成相应的操作，即根据电容值判断液滴是否到达相应的电极上。由于四种液滴操作可以在不同旁路通道区完成，故可以在互不影响的情况下，可以通过主控单元进行多路控制，同时完成四种基本操作。克服了现有微流控芯片对液滴的操作单一且进行多种液滴操作时，所需操作复杂的技术问题，本发明实现了对微流控芯片的快速控制，并且简化微流控芯片的控制流程，利用电容测量单元构成反馈回路以提高对液滴操作的精确度。

作为技术方案的进一步改进，参考图2和图5，电极驱动单元包括SSD1627芯片。微电极阵列中的电极18通过对应的引线19与SSD1627芯片连接，SSD1627芯片通过引线19输入直流驱动电压至电极18。电容测量单元包括Pcap01电容测量芯片。另外，主控单元包括电脑PC、单片机(如STM32单片机)以及CycloneIV芯片，电脑用于作为人机交互的工具，便于用户输入微流控芯片的控制命令，单片机作为主控单元的主控中心，而CycloneIV芯片用于处理电容测量单元输入的信号以供单片机作进一步处理判断。其中，当用户通过电脑输入相应的液滴控制信号后，单片机识别液滴控制信号的种类，当液滴到达与液滴控制信号相对应的旁路通道区之后(例如，液滴控制信号为分离操作控制信号，则液滴需要到达分离旁路通道区)，单片机输出相应的控制波形控制液滴进行相应的操作。参考图6至图9，图6是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴分裂的一具体实施例驱动波形图；图7是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴移动的一具体实施例驱动波形图；图8是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴混合的一具体实施例驱动波形图；图9是本发明中一种微流控芯片的控制方法中液滴分离的一具体实施例驱动波形图；按照控制波形即可完成对液滴的操作。

本发明中提及在某电极加电，其液滴所处位置为完全覆盖该加电电极和占据部分待加电电极。结合图4和图6，控制液滴(液滴为图4中斜线阴影部分)从水库分裂一个小液滴时，在t1时刻，液滴覆盖整个电极A和部分电极B，电极均处于关闭状态；t2时刻，电极B加电，液滴移动至电极C，此刻，液滴占据大部分电极A且覆盖电极B和占据大部分电极A，t3时刻，关闭电极B，同时对电极A和电极C加电，液滴会迅速分裂出来，t4时刻，关闭电极A和电极C，此刻，从电极A分裂出来的液滴位于电极C上。

结合图4和图7，控制液滴从电极D移动至电极G时，t1时刻，液滴覆盖电极D和部分电极E，电极均处于关闭状态，t2时刻，对电极E加电，液滴移动至电极E，此刻液滴位于完全覆盖液滴E和占据部分电极F，t3时刻，关闭电极E，并同时对电极F加电，液滴移动至电极F，此刻，电极完全覆盖电极F和占据部分电极G，t4时刻，关闭电极F，并同时对电极G加电，液滴移动至电极G，此刻，电极完全覆盖电极G和占据部分电极H。

结合图4和图8，对处于在电极I和电极O上的液滴在电极L上完成合成。t1时刻，液滴分别在电极I和电极O上，且分别占据部分电极J和电极N，电极均处于关闭状态，t2时刻，对电极J和电极N同时加电，液滴移动至电极J和电极N上，t3时刻，关闭电极J和电极N，并同时对电极K和电极M加电，液滴分别移动至电极K和电极M上，t4时刻，关闭电极K和电极M，并同时对电极L加电，液滴最终在电极L上合成。

结合图4和图9，对液滴进行分离(分裂目的是从水库中生成液滴，条件是从大电极将大液滴分裂生成小液滴；分离是相同电极间分开液滴)，t1时刻，电极均处于关闭状态，液滴完全覆盖电极P和大部分电极Q，t2时刻，对电极Q加电，移动至电极Q，此刻液滴完全覆盖电极Q和部分覆盖电极P和电极R，t3时刻，关闭电极Q，并同时对电极P和电极R加电，使其液滴分离，t4时刻，关闭电极P和电极R。

另外，本发明还提供一种微流控芯片的控制方法，应用于微流控芯片的控制系统，包括以下步骤：

主控单元输出液滴控制信号至电极驱动单元，液滴控制信号包括分裂操作控制信号和/或混合操作控制信号和/或分离操作控制信号和/或移动操作控制信号；

电极驱动单元根据液滴控制信号控制微流控芯片进行相应的操作；

电容测量单元测量微流控芯片的微电极阵列的电极的电容值；

主控单元根据所述电容值判断微流控芯片是否完成操作。

参考图5，首先，STM32单片机会自动执行水库(即入口)中分裂出一定体积的液滴，(STM32会输出一定脉冲波形使在入口上的液滴分裂出去，然后通过主通道区移动至旁路通道区。)并移动至主通道区，等待电脑通过串口输入要执行的四种基本操作的指令，然后通过STM32单片机发送指令，通过SSD1627芯片对主通道区的电极加电，使液滴移动到旁路通道区的电极，此时通过Pcap01芯片采集旁路通道区的电极的电容值，经过CycloneIV芯片进行数据处理后，判断液滴是否移动到旁路通道区的电极上，若没有完成，STM32单片机会再次发出指令，进行上述操作，直到移动至旁路通道区的电极上，然后通过接收四种液滴控制信号中的一种或几种，在旁路通道区的电极上进行四种基本操作。液滴未在电极上的电容值为零，当有液滴存在时，有一定电容值，再根据参考电容最终确定液滴体积大小。由于Pcap01芯片可最多采取8路电容，且为了提高精确度，对每个电极采集其电容值，故需要四个Pcap01芯片，分别用于采集四个旁路通道区的电极的电容。

参考图5，假定按照液滴在旁路通道区的电极一次性即可成功完成四种操作，首先STM32单片机将四种液滴控制信号的指令通过IIC传送到SSD1627芯片的寄存器中，然后由SSD1627中131个输出引脚的部分引脚同时输出一个时序波形，其中SSD1627中的每个部分引脚分别对应四个旁路通道区中的每个电极，是同时开始进行的；而由于不同电极可以操作不同的液滴大小，相同电极可以操作一定范围的液滴，故可以同时控制不同液滴。

本发明解决了在同一微流控芯片上，在不改变参数的情况，其对液滴的操作下比较单一或者实现四种基本操作需要不断调整各个参数或用另一个微流控芯片来共同完成的问题，并且可以同时多路控制液滴执行分裂、移动、合成、分离四种基本操作。本发明集成度高，功能完善，简单易操作，相对于常规一种尺寸大小的微流控芯片，不仅使四种基本操作均可以实现，而且扩大了操作不同液滴体积大小的范围，在此基础上，结合本发明的反馈装置来提高四种基本操作的精确度，具有实用性和一定的创新性。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (11)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括上极板、下极板和设置在所述上极板、下极板之间的微液滴，所述上极板包括由下而上依次设置的上基板、零电极层和第一疏水层；所述下极板包括由下而上依次设置的下基板、微电极阵列、电介层以及第二疏水层；

所述上极板还设置有至少两个通孔用做液滴的入口和/或液滴的出口；

所述微电极阵列包括至少两个通孔电极、主通道区、至少一个混合旁路通道区和/或至少一个分离旁路通道区和/或至少一个移动旁路通道区；所述混合旁路通道区的电极用于实现微液滴的混合操作，所述分离旁路通道区的电极用于实现微液滴的分离操作，所述移动旁路通道区的电极用于实现微液滴的移动操作；所述通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区设置在主通道区的周围，所述通孔贯穿上极板并正对着通孔电极的位置。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微电极阵列的电极之间的间距范围为0.01mm-0.5mm。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微电极阵列的电极的形状为半月形或正方形。

4.根据权利要求1至3任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述通孔电极、混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区分别与主通道区垂直。

5.根据权利要求1至3任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述混合旁路通道区、分离旁路通道区、移动旁路通道区的电极的大小小于通孔电极的大小。

6.根据权利要求1至3任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述分离旁路通道区和混合旁路通道区的电极数目为至少5个。

7.根据权利要求1至3任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述移动旁路通道区的电极数目为至少3个。

8.一种微流控芯片的控制系统，其特征在于，包括主控单元、电极驱动单元、电容测量单元和权利要求1至7任一项所述的微流控芯片；

所述主控单元用于输出液滴控制信号至电极驱动单元，所述液滴控制信号包括分裂操作控制信号和/或混合操作控制信号和/或分离操作控制信号和/或移动操作控制信号，并根据电容值判断微流控芯片是否完成操作；所述电极驱动单元用于根据所述液滴控制信号控制微流控芯片进行相应的操作；所述电容测量单元用于测量微流控芯片的微电极阵列的电极的电容值；

所述主控单元分别与电极驱动单元、电容测量单元连接，所述电极驱动单元的输出端与微流控芯片的微电极阵列的输入端连接，所述电容测量单元与微流控芯片的微电极阵列连接。

9.根据权利要求8所述的微流控芯片的控制系统，其特征在于，所述电极驱动单元包括SSD1627芯片。

10.根据权利要求8或9所述的微流控芯片的控制系统，其特征在于，所述电容测量单元包括Pcap01电容测量芯片。

11.一种微流控芯片的控制方法，其特征在于，应用于权利要求8至10任一项所述的微流控芯片的控制系统，包括以下步骤：

主控单元输出液滴控制信号至电极驱动单元，所述液滴控制信号包括分裂操作控制信号和/或混合操作控制信号和/或分离操作控制信号和/或移动操作控制信号；

所述电极驱动单元根据所述液滴控制信号控制微流控芯片进行相应的操作；

电容测量单元测量微流控芯片的微电极阵列的电极的电容值；

所述主控单元根据所述电容值判断微流控芯片是否完成操作。