CN110064449A - 一种生物液滴检测基板及其制备方法和检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生物液滴检测基板及其制备方法和检测装置。该检测基板包括对合设置的上基板和下基板，上基板与下基板之间形成间隙，间隙用于容纳生物液滴，在上基板或下基板侧还设置有驱动电极，驱动电极能在通电状态下控制生物液滴移动，检测基板还包括激光光源，激光光源设置于上基板或下基板侧，用于为生物液滴的检测提供光照。该检测基板在操控生物液滴的基础上又集成了检测用的光源，从而提高了该检测基板的集成度，同时使检测用光源无需再设置在额外的检测设备上，进而有利于该检测基板的便携式和采用该检测基板的检测设备的小型化。

Description

一种生物液滴检测基板及其制备方法和检测装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种生物液滴检测基板及其制备方法和检测装置。
背景技术
数字微流控技术能够精确操控液滴移动，实现液滴的融合、分离等操作，完成各种生物化学反应。同一般微流控技术相比，数字微流控对液体的操作能够精确到每个液滴，以更少的试剂量完成目标反应，对反应速率和反应进度的控制更为精确。因此，数字微流控技术在生物检测领域具有卓越的发展前景。
对于生物检测使用场景来讲，数字微流控芯片仅具有生物液滴操控的功能，要实现最终的检测，必须要辅以必要的光源和检测设备。目前阶段，所有需要光源的生物检测场景，光源都是安装在检测设备或仪器上的，这显然不利于设备小型化、便携式的发展趋势。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题，提供一种生物液滴检测基板及其制备方法和检测装置。该检测基板在操控生物液滴的基础上又集成了检测用的光源，从而提高了该检测基板的集成度，同时使检测用光源无需再设置在额外的检测设备上，进而有利于该检测基板的便携式和采用该检测基板的检测设备的小型化。
本发明提供一种生物液滴检测基板，包括对合设置的上基板和下基板，所述上基板与所述下基板之间形成间隙，所述间隙用于容纳所述生物液滴，在所述上基板或所述下基板侧还设置有驱动电极，所述驱动电极能在通电状态下控制所述生物液滴移动，所述检测基板还包括激光光源，所述激光光源设置于所述上基板或所述下基板侧，用于为所述生物液滴的检测提供光照。
优选地，还包括检测单元，所述检测单元设置在所述上基板或所述下基板侧，用于检测所述生物液滴，所述检测单元与所述激光光源分设于所述间隙的相对两侧，且所述检测单元与所述激光光源位置相对应。
优选地，所述激光光源设置于所述上基板的靠近所述下基板的一侧，所述检测单元设置于所述下基板的靠近所述上基板的一侧；
或者，所述激光光源设置于所述下基板的靠近所述上基板的一侧，所述检测单元设置于所述上基板的靠近所述下基板的一侧。
优选地，所述激光光源的出光方向垂直于所述间隙的长度方向。
优选地，所述激光光源所在的所述上基板或所述下基板的对合面上设置有第一平坦化层，所述第一平坦化层中开设有过孔，在所述过孔底部的所述上基板或所述下基板上设置有第一电极，在所述过孔顶部开口的相对两侧边缘设置有第二电极；
所述激光光源位于所述过孔位置，所述激光光源包括第一极和第二极，所述第一极连接所述第一电极，所述第二极连接所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别连接电源的输出端，用于向所述激光光源提供电源；
所述激光光源远离所述第一平坦化层的一侧还设置有第二平坦化层，所述第二平坦化层远离所述激光光源的一侧还设置有第一疏水层，所述第一疏水层用于与所述生物液滴接触。
优选地，在所述激光光源的出光面上还设置有微透镜结构，所述微透镜结构用于使所述激光光源发出的光线汇聚。
优选地，所述激光光源包括面射型激光器。
优选地，所述检测单元设置于所述下基板或所述上基板的对合面上，在所述检测单元远离所述下基板或所述上基板对合面的一侧还设置有第三平坦化层；
在所述第三平坦化层远离所述检测单元的一侧还设置有第二疏水层，所述第二疏水层用于与所述生物液滴接触。
优选地，所述驱动电极设置于所述第三平坦化层上，且位于所述第三平坦化层与所述第二疏水层之间，所述驱动电极与所述第二疏水层之间还设置有第一绝缘层；
或者，所述驱动电极设置于所述第二平坦化层上，且位于所述第二平坦化层与所述第一疏水层之间，所述驱动电极与所述第一疏水层之间还设置有第二绝缘层。
本发明还提供一种生物液滴检测装置，包括上述生物液滴检测基板，还包括信号处理单元，所述信号处理单元连接所述生物液滴检测基板的检测单元，用于对检测单元检测获得的信号进行处理，以获得所述生物液滴的检测结果。
本发明还提供一种上述生物液滴检测基板的制备方法，包括在上基板或下基板侧形成驱动电极；还包括在所述上基板或所述下基板侧形成激光光源。
优选地，在所述上基板或所述下基板侧形成所述激光光源包括：将所述激光光源制备于晶片上；
在所述上基板或所述下基板的对合面上形成第一平坦化层；
在所述第一平坦化层中形成过孔；
在所述过孔底部的所述上基板或所述下基板上形成第一电极；
在所述过孔顶部开口的相对两侧边缘形成第二电极；
通过半导体剥离及转移的方法将所述激光光源转移到所述过孔内，并使所述激光光源的第一极和第二极分别与所述第一电极和所述第二电极连接。
优选地，还包括在所述激光光源的出光面上形成微透镜结构。
本发明的有益效果：本发明所提供的生物液滴检测基板，通过将激光光源设置于检测基板上，相对于现有的仅设置有能够操控生物液滴的驱动电极的检测芯片，使其在操控生物液滴的基础上又集成了检测用的光源，从而提高了该检测基板的集成度，同时使检测用光源无需再设置在额外的检测设备上，进而有利于该检测基板的便携式和采用该检测基板的检测设备的小型化。
本发明所提供的生物液滴检测装置，通过采用上述生物液滴检测基板，提高了该检测装置的集成度，有利于该检测装置的便携式和小型化。
附图说明
图1为本发明实施例1中检测基板的结构剖视图；
图2为实施例1中检测基板制备步骤(1)的结构剖视图；
图3为实施例1中检测基板制备步骤(2)的结构剖视图；
图4为实施例1中检测基板制备步骤(3)的结构剖视图；
图5为实施例1中检测基板制备步骤(4)的结构剖视图；
图6为实施例1中检测基板制备步骤(5)的结构剖视图；
图7为实施例1中检测基板制备步骤(6)的结构剖视图；
图8为实施例1中检测基板制备步骤(7)的结构剖视图；
图9为实施例1中检测基板制备步骤(8)的结构剖视图；
图10为实施例1中检测基板制备步骤(9)的结构剖视图；
图11为实施例1中检测基板制备步骤(10)的结构剖视图；
图12为实施例1中检测基板制备步骤(11)的结构剖视图；
图13为实施例1中检测基板制备步骤(12)的结构剖视图；
图14为本发明实施例2中检测基板的结构剖视图；
图15为实施例3检测基板中激光光源的结构剖视图。
其中附图标记为：
1、上基板；2、下基板；3、生物液滴；4、驱动电极；5、激光光源；6、检测单元；7、第一平坦化层；8、第一电极；9、第二电极；10、第二平坦化层；11、第一疏水层；12、第三平坦化层；13、第二疏水层；14、第一绝缘层；15、第一电极膜层；16、牺牲层；17、第二电极膜层；18、第二绝缘层；19、微透镜结构；20、封框胶。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明一种生物液滴检测基板及其制备方法和检测装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种生物液滴检测基板，如图1所示，包括对合设置的上基板1和下基板2，上基板1与下基板2之间形成间隙，间隙用于容纳生物液滴3，在下基板2侧还设置有驱动电极4，驱动电极4能在通电状态下控制生物液滴3移动，检测基板还包括激光光源5，激光光源5设置于上基板1侧，用于为生物液滴3的检测提供光照。
其中，生物液滴检测基板采用数据微流控芯片。数字微流控芯片通过设置在其中的驱动电极4，能够精确操控生物液滴3移动，实现生物液滴3的融合、分离等操作，完成各种生物化学反应。同非数字微流控芯片相比，数字微流控芯片对生物液滴3的操作能够精确到每个生物液滴3，以更少的试剂量完成目标反应，对反应速率和反应进度的控制更为精确。
需要说明的是，驱动电极4也可以设置在上基板1侧。
通过将激光光源5设置于检测基板上，相对于现有的仅设置有能够操控生物液滴3的驱动电极4的检测芯片，使其在操控生物液滴3的基础上又集成了检测用的光源，从而提高了该检测基板的集成度，同时使检测用光源无需再设置在额外的检测设备上，进而有利于该检测基板的便携式和采用该检测基板的检测设备的小型化。
本实施例中，生物液滴检测基板还包括检测单元6，检测单元6设置在下基板2侧，用于检测生物液滴3，检测单元6与激光光源5分设于间隙的相对两侧，且检测单元6与激光光源5位置相对应。
其中，检测单元6采用光信号检测器件，如CCD，电荷耦合器件，是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件，CCD也称为图像传感器，用于将光学影像转换为电信号。光信号检测器件用于接收生物液滴3中射出的激光，并将该激光光线转换成电信号，从而实现对生物液滴3的影像检测。检测单元6与激光光源5位置相对应，使激光光源5能为生物液滴3的检测提供充足光照，从而有利于检测单元6对生物液滴3的精确检测。
该检测基板，相对于现有的仅设置有能够操控生物液3的驱动电极4的检测芯片，使其在操控生物液滴3的基础上又集成了检测用的检测单元6，从而提高了该检测基板的集成度，同时使检测单元6无需再设置在额外的检测设备上，进而有利于该检测基板的便携式和采用该检测基板的检测设备的小型化。
本实施例中，激光光源5设置于上基板1的靠近下基板2的一侧，检测单元6设置于下基板2的靠近上基板1的一侧。
优选的，本实施例中，激光光源5的出光方向垂直于间隙的长度方向。本实施例中，激光光源5采用面射型激光器，面射型激光器由于光垂直于器件表面射出，所以能够增大激光光源5照射到间隙区域的面积，同时还降低了检测基板集成了激光光源5后的集成度；另外，面射型激光器还具有光束远场发散角小、易实现低阈值电流工作等优势，这些优势均有利于面射型激光器在检测基板上的集成。
根据出光方向不同，面射型激光器可分为顶出光型和底出光型，对应不同的使用场景，但其工作原理相同，可以概括为：谐振腔两端的反射镜以及中间的增益有源区均由半导体材料外延生长构成，激光的出射方向垂直于外延层平面；结构包括高反射率(>99％)的上下分布布拉格反射镜(distributed Bragg reflector,DBR)、量子阱有源区和金属电极(分别n、p区相连)；量子阱有源区位于n型掺杂的DBR和p型掺杂的DBR之间；DBR反射镜由高折射率层材料和低折射率材料交替生长而成，每层材料的光学厚度为激光波长的1/4，有源区器件的光学厚度为1/2激光波长的整数倍，以满足谐振条件。面射型激光器为现有的比较成熟的激光发射器件，其结构及工作原理这里不再赘述。
本实施例中，激光光源5所在的上基板1的对合面上设置有第一平坦化层7，第一平坦化层7中开设有过孔，在过孔底部的上基板1上设置有第一电极8，在过孔顶部开口的相对两侧边缘设置有第二电极9；激光光源5位于过孔位置，激光光源5包括第一极和第二极，第一极连接第一电极8，第二极连接第二电极9，第一电极8和第二电极9分别连接电源的输出端，用于向激光光源提供电源。激光光源5远离第一平坦化层7的一侧还设置有第二平坦化层10，第二平坦化层10远离激光光源5的一侧还设置有第一疏水层11，第一疏水层11用于与生物液滴3接触。
本实施例中，检测单元6设置于下基板2的对合面上，在检测单元6远离下基板2对合面的一侧还设置有第三平坦化层12；在第三平坦化层12远离检测单元6的一侧还设置有第二疏水层13，第二疏水层13用于与生物液滴3接触。
本实施例中，驱动电极4设置于第三平坦化层12上，且位于第三平坦化层12与第二疏水层13之间，驱动电极4与第二疏水层13之间还设置有第一绝缘层14。
其中，生物液滴3在上基板1和下基板2之间，通过下基板2上的驱动电极4控制其移动。本实施例中，生物液滴3通过激光信号发射与检测进行检测，所以上述上基板1和下基板2上的结构层均为透明膜层。第一平坦化层7、第二平坦化层10、第三平坦化层12和第一绝缘层14均为绝缘层，绝缘层采用如SiO、SiN、PI或PMMA等光学透明树脂。第二平坦化层10能填平各激光光源5之间的空隙，使激光光源5的出光侧趋于平坦；第三平坦化层12能填平各检测单元6之间的空隙，使检测单元6的面向激光光源5的一侧趋于平坦。第一疏水层11和第二疏水层13采用如Teflon、CYTOP或氟化硅烷等材料，能使生物液滴3与其接触时具有疏水性的初始接触角。驱动电极4采用透明导电层如ITO或IZO材料形成。
本实施例中，对合的上下基板通过涂覆在四周的封框胶20形成挡墙结构，从而使上下基板之间的间隙形成生物液滴3流动的空间。
基于生物液滴检测基板的上述结构，本实施例还提供一种该检测基板的制备方法，包括在上基板侧形成激光光源和在下基板侧形成驱动电极。
其中，在上基板侧形成激光光源包括：将激光光源制备于晶片上；
在上基板的对合面上形成第一平坦化层；
在第一平坦化层中形成过孔；
在过孔底部的上基板上形成第一电极；
在过孔顶部开口的相对两侧边缘形成第二电极；
通过半导体剥离及转移的方法将激光光源转移到过孔内，并使激光光源的第一极和第二极分别与第一电极和第二电极连接。
具体制备步骤如图2-图13所示，(1)在上基板1上沉积第一电极膜层15；(2)刻蚀形成第一电极8图案；(3)沉积第一平坦化层7；(4)刻蚀第一平坦化层7形成过孔；(5)牺牲层16填平过孔；(6)沉积第二电极膜层17；(7)刻蚀第二电极膜层17；(8)牺牲层刻蚀形成最终第二电极9图案；(9)将激光光源利用半导体剥离及转移技术转移到过孔内并与第一电极8和第二电极9连接；(10)沉积第二平坦化层10；(11)沉积第一疏水层11；(12)与下基板2对盒形成最终检测基板结构。
其中，在下基板上依次制备形成检测单元、第三平坦化层、驱动电极、第一绝缘层和第二疏水层采用传统的构图工艺(包括成膜、曝光、显影、刻蚀等步骤)，这里不再赘述。
实施例2：
本实施例提供一种生物液滴检测基板，与实施例1中不同的是，如图14所示，激光光源5设置于下基板2的靠近上基板1的一侧，检测单元6设置于上基板1的靠近下基板2的一侧。
本实施例中，激光光源5所在的下基板2的对合面上设置有第一平坦化层7，第一平坦化层7中开设有过孔，在过孔底部的下基板2上设置有第一电极8，在过孔顶部开口的相对两侧边缘设置有第二电极9；激光光源5位于过孔位置，激光光源5包括第一极和第二极，第一极连接第一电极8，第二极连接第二电极9，第一电极8和第二电极9分别连接电源的输出端，用于向激光光源提供电源。激光光源5远离第一平坦化层7的一侧还设置有第二平坦化层10，第二平坦化层10远离激光光源5的一侧还设置有第一疏水层11，第一疏水层11用于与生物液滴3接触。
本实施例中，检测单元6设置于上基板1的对合面上，在检测单元6远离上基板1对合面的一侧还设置有第三平坦化层12；在第三平坦化层12远离检测单元6的一侧还设置有第二疏水层13，第二疏水层13用于与生物液滴3接触。
本实施例中，驱动电极4设置于第二平坦化层10上，且位于第二平坦化层10与第一疏水层11之间，驱动电极4与第一疏水层11之间还设置有第二绝缘层18。
其中，第二绝缘层18采用如SiO、SiN、PI或PMMA等光学透明树脂。
本实施例中，生物液滴检测基板的其他结构以及各结构膜层的材质和作用均与实施例1中相同，此处不再赘述。
基于生物液滴检测基板的上述结构，本实施例还提供一种该检测基板的制备方法，与实施例1中不同的是，在下基板侧形成激光光源和在上基板侧形成驱动电极。
其中，在下基板侧形成激光光源的具体工艺步骤与实施例1中相同，此处不再赘述。
实施例3：
本实施例提供一种生物液滴检测基板，与实施例1-2中不同的是，如图15所示，在实施例1或实施例2的基础上，在激光光源5的出光面上还设置有微透镜结构19，微透镜结构19用于使激光光源5发出的光线汇聚。
本实施例中，生物液滴检测基板的制备方法在实施例1或实施例2中制备方法的基础上还包括在激光光源5的出光面上形成微透镜结构19。
本实施例中，在激光光源5从半导体晶元转移到上基板或下基板上之后，利用额外的工艺，在每个激光光源5的出光口形成微透镜结构19，微透镜结构19的添加有利于激光光源5发出光束的聚集，提高发光及光信号检测的质量。微透镜结构19可以为SiO、SiN或光学透明树脂等材料，其加工工艺为光刻胶热熔法、RIE/ICP干法刻蚀或激光直写等。具体加工工艺均为比较成熟的传统工艺，这里不再赘述。
本实施例中生物液滴检测基板的其他结构及制备方法与实施例1或2中相同，此处不再赘述。
实施例1-3的有益效果：实施例1-3所提供的生物液滴检测基板，通过将激光光源设置于检测基板上，相对于现有的仅设置有能够操控生物液滴的驱动电极的检测芯片，使其在操控生物液滴的基础上又集成了检测用的光源，从而提高了该检测基板的集成度，同时使检测用光源无需再设置在额外的检测设备上，进而有利于该检测基板的便携式和采用该检测基板的检测设备的小型化。
实施例4：
本实施例提供一种生物液滴检测装置，包括实施例1-3任一中的生物液滴检测基板，还包括信号处理单元，信号处理单元连接生物液滴检测基板的检测单元，用于对检测单元检测获得的信号进行处理，以获得生物液滴的检测结果。
通过采用实施例1-3任一中的生物液滴检测基板，提高了该检测装置的集成度，有利于该检测装置的便携式和小型化。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种生物液滴检测基板，包括对合设置的上基板和下基板，所述上基板与所述下基板之间形成间隙，所述间隙用于容纳所述生物液滴，在所述上基板或所述下基板侧还设置有驱动电极，所述驱动电极能在通电状态下控制所述生物液滴移动，其特征在于，所述检测基板还包括激光光源，所述激光光源设置于所述上基板或所述下基板侧，用于为所述生物液滴的检测提供光照。
2.根据权利要求1所述的生物液滴检测基板，其特征在于，还包括检测单元，所述检测单元设置在所述上基板或所述下基板侧，用于检测所述生物液滴，所述检测单元与所述激光光源分设于所述间隙的相对两侧，且所述检测单元与所述激光光源位置相对应。
3.根据权利要求2所述的生物液滴检测基板，其特征在于，所述激光光源设置于所述上基板的靠近所述下基板的一侧，所述检测单元设置于所述下基板的靠近所述上基板的一侧；
或者，所述激光光源设置于所述下基板的靠近所述上基板的一侧，所述检测单元设置于所述上基板的靠近所述下基板的一侧。
4.根据权利要求3所述的生物液滴检测基板，其特征在于，所述激光光源的出光方向垂直于所述间隙的长度方向。
5.根据权利要求4所述的生物液滴检测基板，其特征在于，所述激光光源所在的所述上基板或所述下基板的对合面上设置有第一平坦化层，所述第一平坦化层中开设有过孔，在所述过孔底部的所述上基板或所述下基板上设置有第一电极，在所述过孔顶部开口的相对两侧边缘设置有第二电极；
所述激光光源位于所述过孔位置，所述激光光源包括第一极和第二极，所述第一极连接所述第一电极，所述第二极连接所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别连接电源的输出端，用于向所述激光光源提供电源；
所述激光光源远离所述第一平坦化层的一侧还设置有第二平坦化层，所述第二平坦化层远离所述激光光源的一侧还设置有第一疏水层，所述第一疏水层用于与所述生物液滴接触。
6.根据权利要求5所述的生物液滴检测基板，其特征在于，在所述激光光源的出光面上还设置有微透镜结构，所述微透镜结构用于使所述激光光源发出的光线汇聚。
7.根据权利要求5所述的生物液滴检测基板，其特征在于，所述激光光源包括面射型激光器。
8.根据权利要求5或6所述的生物液滴检测基板，其特征在于，所述检测单元设置于所述下基板或所述上基板的对合面上，在所述检测单元远离所述下基板或所述上基板对合面的一侧还设置有第三平坦化层；
在所述第三平坦化层远离所述检测单元的一侧还设置有第二疏水层，所述第二疏水层用于与所述生物液滴接触。
9.根据权利要求8所述的生物液滴检测基板，其特征在于，所述驱动电极设置于所述第三平坦化层上，且位于所述第三平坦化层与所述第二疏水层之间，所述驱动电极与所述第二疏水层之间还设置有第一绝缘层；
或者，所述驱动电极设置于所述第二平坦化层上，且位于所述第二平坦化层与所述第一疏水层之间，所述驱动电极与所述第一疏水层之间还设置有第二绝缘层。
10.一种生物液滴检测装置，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的生物液滴检测基板，还包括信号处理单元，所述信号处理单元连接所述生物液滴检测基板的检测单元，用于对检测单元检测获得的信号进行处理，以获得所述生物液滴的检测结果。
11.一种如权利要求1-9任意一项所述的生物液滴检测基板的制备方法，其特征在于，包括在上基板或下基板侧形成驱动电极；还包括在所述上基板或所述下基板侧形成激光光源。
12.根据权利要求11所述的生物液滴检测基板的制备方法，其特征在于，在所述上基板或所述下基板侧形成所述激光光源包括：将所述激光光源制备于晶片上；
在所述上基板或所述下基板的对合面上形成第一平坦化层；
在所述第一平坦化层中形成过孔；
在所述过孔底部的所述上基板或所述下基板上形成第一电极；
在所述过孔顶部开口的相对两侧边缘形成第二电极；
通过半导体剥离及转移的方法将所述激光光源转移到所述过孔内，并使所述激光光源的第一极和第二极分别与所述第一电极和所述第二电极连接。
13.根据权利要求12所述的生物液滴检测基板的制备方法，其特征在于，还包括在所述激光光源的出光面上形成微透镜结构。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020233343A1 (zh) * 2019-05-17 2020-11-26 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其制备方法和微流控装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107607475A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 京东方科技集团股份有限公司 微全分析系统及方法
KR20180105439A (ko) * 2017-03-15 2018-09-28 포항공과대학교 산학협력단 영상 기반의 유세포 분석 장치 및 분석방법
CN109136087A (zh) * 2018-09-11 2019-01-04 京东方科技集团股份有限公司 分离芯片和分离方法
CN109216266A (zh) * 2018-09-10 2019-01-15 华南理工大学 过孔的制作方法、阵列基板的制作方法及阵列基板

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7430355B2 (en) * 2003-12-08 2008-09-30 University Of Cincinnati Light emissive signage devices based on lightwave coupling
US20060260919A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Marco Aimi Methods and apparatus for filling a microswitch with liquid metal
US9476856B2 (en) * 2006-04-13 2016-10-25 Advanced Liquid Logic, Inc. Droplet-based affinity assays
US10078078B2 (en) * 2006-04-18 2018-09-18 Advanced Liquid Logic, Inc. Bead incubation and washing on a droplet actuator
US8809068B2 (en) * 2006-04-18 2014-08-19 Advanced Liquid Logic, Inc. Manipulation of beads in droplets and methods for manipulating droplets
US7815871B2 (en) * 2006-04-18 2010-10-19 Advanced Liquid Logic, Inc. Droplet microactuator system
US8202686B2 (en) * 2007-03-22 2012-06-19 Advanced Liquid Logic, Inc. Enzyme assays for a droplet actuator
CN103707643B (zh) * 2007-12-23 2016-06-01 先进液体逻辑公司 液滴致动器配置以及引导液滴操作的方法
US8926065B2 (en) * 2009-08-14 2015-01-06 Advanced Liquid Logic, Inc. Droplet actuator devices and methods
BR112012009939A2 (pt) * 2009-10-30 2015-09-15 Inguran Llc métodos e sistemas para reduzir fragmentação de dna em uma população de células de esperma.
US9709469B2 (en) * 2011-11-11 2017-07-18 The Regents Of The University Of California Valveless microfluidic device
US20140124037A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Advanced Liquid Logic, Inc. Methods of manipulating a droplet in a droplet actuator
US9782775B2 (en) * 2013-03-06 2017-10-10 Srinivas Akella Method and system for coordination on optically controlled microfluidic systems
TWI513508B (zh) * 2013-09-06 2015-12-21 Ind Tech Res Inst 微流體檢測裝置
EP3271073B1 (en) * 2015-03-20 2019-06-12 Illumina, Inc. Fluidics cartridge for use in the vertical or substantially vertical position
US10309927B2 (en) * 2015-04-10 2019-06-04 Illumina, Inc. Methods of conducting biochemical reactions while reducing reactive molecular species during electrowetting
EP3344389B1 (en) * 2015-09-02 2020-06-10 Illumina Cambridge Limited Method of fixing defects in a hydrophobic surface of a droplet actuator
WO2019023133A1 (en) * 2017-07-24 2019-01-31 Miroculus Inc. DIGITAL MICROFLUIDIC SYSTEMS AND METHODS WITH INTEGRATED PLASMA COLLECTION DEVICE
CA3073058A1 (en) * 2017-09-01 2019-03-07 Miroculus Inc. Digital microfluidics devices and methods of using them
CN108816299B (zh) * 2018-04-20 2020-03-27 京东方科技集团股份有限公司 微流控基板及其驱动方法、微全分析系统
CN110064449B (zh) * 2019-05-17 2021-09-03 北京京东方传感技术有限公司 一种生物液滴检测基板及其制备方法和检测装置
US11524298B2 (en) * 2019-07-25 2022-12-13 Miroculus Inc. Digital microfluidics devices and methods of use thereof
US11946901B2 (en) * 2020-01-27 2024-04-02 Nuclera Ltd Method for degassing liquid droplets by electrical actuation at higher temperatures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180105439A (ko) * 2017-03-15 2018-09-28 포항공과대학교 산학협력단 영상 기반의 유세포 분석 장치 및 분석방법
CN107607475A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 京东方科技集团股份有限公司 微全分析系统及方法
CN109216266A (zh) * 2018-09-10 2019-01-15 华南理工大学 过孔的制作方法、阵列基板的制作方法及阵列基板
CN109136087A (zh) * 2018-09-11 2019-01-04 京东方科技集团股份有限公司 分离芯片和分离方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020233343A1 (zh) * 2019-05-17 2020-11-26 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其制备方法和微流控装置

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