CN110270386B - 微流控芯片及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微流控芯片及其驱动方法，包括：衬底基板和位于衬底基板一侧的电极层；电极层包括相互绝缘的第一电极和第二电极；至少一个液滴分流单元，液滴分流单元至少包括一个第一电极、两个第二电极和一个第一分隔部；第一分隔部和电极层位于衬底基板的同一侧，在垂直于衬底基板所在平面的方向上，第一分隔部的高度大于第一电极的高度，且其大于第二电极的高度；同一液滴分流单元中，两个第二电极沿第一方向排列于第一电极的同一侧，第一分隔部位于两个第二电极之间。本发明可快速、精准的对液滴进行分裂。

Description

微流控芯片及其驱动方法

技术领域

本发明涉及微流控领域，更具体地，涉及一种微流控芯片及其驱动方法。

背景技术

微流控(Micro-fluidic)技术是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的技术。该技术已经与化学、生物学、工程学和物理学等诸学科形成交叉，展示出了广泛的应用前景。

在微流控技术应用于生物检测或化学检测时，通过在微流控芯片上设置几个到上百个样品检测区进行检测，随着人们对检测数据的准确性和全面性需求的不断增加，对检测样品的数量的需求越来越多，为了提高检测的效率和降低检测成本，检测液滴需在微流控芯片中进行分离。但是，现有的微流控芯片分离液滴的方式存在着分离效率低和分离精度差等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微流控芯片及其驱动方法，可快速、精准的对液滴进行分裂。

第一方面，本发明提供一种微流控装置，包括：衬底基板和位于衬底基板一侧的电极层；电极层包括相互绝缘的第一电极和第二电极；至少一个液滴分流单元，液滴分流单元至少包括一个第一电极、两个第二电极和一个第一分隔部；第一分隔部和电极层位于衬底基板的同一侧，在垂直于衬底基板所在平面的方向上，第一分隔部的高度大于第一电极的高度，且其大于第二电极的高度；同一液滴分流单元中，两个第二电极排列于第一电极的同一侧，第一分隔部位于两个第二电极之间，以第二电极的排列方向为第一方向。

第二方面，本发明提供一种微流控芯片的驱动方法，应用于本发明提供的微流控芯片，包括：给第一电极通低电位信号，给两个第二电极通相同的高电位信号，驱动液滴由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动并进行分裂。

第三方面，本发明提供一种微流控芯片的驱动方法，应用于本发明提供的微流控芯片，包括：给第一电极和第三电极通低电位信号，给两个第二电极通相同的高电位信号，驱动液滴由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动并进行分裂。

第四方面，本发明提供一种微流控芯片的驱动方法，应用于本发明提供的微流控芯片，包括：第一阶段，给第一电极通低电位信号，给两个第二电极通相同的高电位信号，给四个第四电极通相同的低电位信号，驱动液滴由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动并进行分裂；第二阶段，给第一电极通低电位信号，给两个第二电极通相同的低电位信号，给四个第四电极通相同的高电位信号，驱动每个已经分裂的液滴由第二电极朝向与第二电极位于第一分隔部同侧的两个第四电极的两个方向移动并进行再次分裂。

与现有技术相比，本发明提供的微流控芯片及其驱动方法，至少实现了如下的有益效果：

本发明提供的微流控芯片包括至少一个液滴分流单元，一个液滴分流单元包括一个第一电极、两个第二电极和一个第一分隔部。第一电极和第二电极均位于电极层，同一液滴分流单元中，两个第二电极沿第一方向排列于第一电极的同一侧，给第一电极和第二电极通不同信号的电位时，第一电极和两个第二电极之间均穿过液滴的电场，液滴为具有导电性的液体，液滴会由于电场作用而受力不均匀，从而液滴的两端由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动，当液滴受到的两个方向的电场力均大于液滴内的张力时，液滴进行分裂形成两个小液滴并移动到两个第二电极中。同一液滴分流单元中，第一分隔部位于两个第二电极之间，第一分隔部和电极层位于衬底基板的同一侧，且在垂直于衬底基板所在平面的方向上，第一分隔部的高度大于第一电极的高度，且其大于第二电极的高度，液滴的两端由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动时，第一分隔部会对液滴进行物理分割，第一分隔部有效提高液滴的分裂效率。

当然，实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明提供的一种微流控芯片的平面结构示意图；

图2是本发明提供的一种液滴分流单元的平面结构示意图；

图3是图2所述的液滴分流单元沿A-A’的剖面结构示意图；

图4是本发明提供的另一种液滴分流单元的平面结构示意图；

图5是图4所述的液滴分流单元沿B-B’的剖面结构示意图；

图6是本发明提供的又一种液滴分流单元的平面结构示意图；

图7是图6所述的液滴分流单元沿C-C’的剖面结构示意图；

图8是本发明提供的又一种液滴分流单元的平面结构示意图；

图9是图8所述的液滴分流单元沿D-D’的一种剖面结构示意图；

图10是图8所述的液滴分流单元沿D-D’的另一种剖面结构示意图；

图11是本发明提供的又一种液滴分流单元的平面结构示意图；

图12是图11所述的液滴分流单元沿E-E’的剖面结构示意图；

图13是本发明提供的一种微流控芯片的驱动时序图；

图14是本发明提供的另一种微流控芯片的驱动时序图；

图15是本发明提供的又一种微流控芯片的驱动时序图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1是本发明提供的一种微流控芯片的平面结构示意图，图2是本发明提供的一种液滴分流单元的平面结构示意图，图3是图2所述的液滴分流单元沿A-A’的剖面结构示意图，参考图1-图3，本实施例提供一种微流控芯片，包括：衬底基板10和位于衬底基板10一侧的电极层20；

电极层20包括相互绝缘的第一电极21和第二电极22；

至少一个液滴分流单元30，液滴分流单元至少包括一个第一电极21、两个第二电极22和一个第一分隔部41；

第一分隔部41和电极层20位于衬底基板10的同一侧，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，第一分隔部41的高度大于第一电极21的高度，且其大于第二电极22的高度；

同一液滴分流单元30中，两个第二电极22排列于第一电极21的同一侧，第一分隔部41位于两个第二电极22之间，以第二电极22的排列方向为第一方向X。

具体的，继续参考图1-图3，本实施例提供的微流控芯片包括至少一个液滴分流单元30，一个液滴分流单元30包括一个第一电极21、两个第二电极22和一个第一分隔部41。第一电极21和第二电极22均位于电极层20，同一液滴分流单元30中，两个第二电极22沿第一方向X排列于第一电极21的同一侧，给第一电极21和第二电极22通不同信号的电位时，第一电极21和两个第二电极22之间均穿过液滴的电场，液滴为具有导电性的液体，液滴会由于电场作用而受力不均匀，从而液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动，当液滴受到的两个方向的电场力均大于液滴内的张力时，液滴进行分裂形成两个小液滴并移动到两个第二电极22中。

同一液滴分流单元30中，第一分隔部41位于两个第二电极22之间，第一分隔部41和电极层20位于衬底基板10的同一侧，且在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，第一分隔部41的高度大于第一电极21的高度，且其大于第二电极22的高度，液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动时，第一分隔部41会对液滴进行物理分割，第一分隔部41有效提高液滴的分裂效率。

需要说明的是，本实施例提供的微流控芯片中，液滴可在驱动电极50上进行移动和反应，液滴分流单元30位于所有的驱动电极50的同一侧，可将液滴直接滴定于液滴分流单元30中的第一电极21上，液滴在液滴分流单元30中实现分裂，分裂后的液滴可由第二电极22移动到驱动电极50上进行后续的反应和检测，也可在第二电极22上发生反应和检测后再移动到驱动电极50上进行后续的反应和检测。在本发明其他实施例中，还可根据实际生产需要对液滴分流单元30的位置进行设置，液滴可在其他驱动电极上进行一部分的反应和检测后移动到的液滴分流单元30中的第一电极21上，通过液滴分流单元30对液滴进行分裂，本发明在此不再进行赘述。

需要说明的是，本实施例中示例性示出了第一电极21和第二电极22均为矩形，在本发明其他实施例中，第一电极21和第二电极22还可以根据实际生产需要设计为其他形状，本发明不再一一赘述。

继续参考图1-图3，可选的，微流控装置还包括位于电极层20远离衬底基板10一侧的绝缘疏水层60，绝缘疏水层60覆盖电极层20和第一分隔部41。

具体的，绝缘疏水层60形成在电极层20远离衬底基板10的一侧，绝缘疏水层60覆盖电极层20和第一分隔部41，通过绝缘疏水层60可防止液滴渗透进微流控芯片内部，减少液滴的损耗，并有助于液滴在微流控芯片上移动。绝缘疏水层60还具有绝缘的作用，由此可以使得第一电极21、第二电极22与液滴电绝缘。绝缘疏水层60还可以起到平坦层的作用，以使得微流控芯片较为平坦。示例性的，绝缘疏水层60可通过特氟龙(teflon)形成，绝缘疏水层60还可以通过无机绝缘材料或有机绝缘材料形成，例如通过树脂形成，本发明对此不进行限制。

继续参考图1-图3，可选的，其中，第一电极21在衬底基板10所在平面的垂直投影为轴对称图形，第一分隔部41在衬底基板10所在平面的垂直投影为轴对称图形，且两者的对称轴相同；

两个第二电极22的形状和大小相同，两个第二电极22和第一电极21之间的间距相同，且两个第二电极22沿第一电极21在衬底基板10所在平面的垂直投影图案的对称轴对称设置。

具体的，第一电极21在衬底基板10所在平面的垂直投影为轴对称图形，两个第二电极22沿第一电极21在衬底基板10所在平面的垂直投影图案的对称轴对称设置，且两个第二电极22的形状和大小相同，两个第二电极22和第一电极21之间的间距相同，因此在给两个第二电极22通相同的电信号，且给第一电极21与第二电极22通不同的电信号时，两个第二电极22与第一电极21形成的电场接近相同，使得液滴能更精准的进行均匀分裂，液滴分裂成的两个小液滴接近相同，从而可实现液滴的大小可控。第一分隔部41在衬底基板10所在平面的垂直投影也为轴对称图形，且其对称轴与第一电极21在衬底基板10所在平面的垂直投影图案的对称轴相同，第一分隔部41在接近于液滴在第一方向X上的中间位置处对液滴进行物理分裂，进一步使得液滴能更精准的进行均匀分裂。

图4是本发明提供的另一种液滴分流单元的平面结构示意图，图5是图4所述的液滴分流单元沿B-B’的剖面结构示意图，参考图4和图5，可选的，其中，同一液滴分流单元30中，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，第一分隔部41与第一电极21相交叠。

具体的，同一液滴分流单元30中，第一分隔部41的一端位于第一电极21上，在液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动时，方便第一分隔部41对液滴进行物理分割，进一步有效提高液滴的分裂效率。

继续参考图4和图5，可选的，其中，第一分隔部41沿第二方向Y延伸，其中，第一方向X和第二方向Y相交。

具体的，第一分隔部41位于两个第二电极22之间，且第一分隔部41沿第二方向Y延伸，第一分隔部41有效防止分别位于两个第二电极22上已经分裂的两个小液滴再次发生结合。

图6是本发明提供的又一种液滴分流单元的平面结构示意图，图7是图6所述的液滴分流单元沿C-C’的剖面结构示意图，参考图6和图7，可选的，其中，同一液滴分流单元30中，在第一方向X上，第一分隔部41的宽度大于两个第二电极22之间的间隙的宽度，且在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，第一分隔部41与两个第二电极22均相交叠。

具体的，继续参考图6和图7，同一液滴分流单元30中，第一分隔部41覆盖于两个第二电极22靠近两个第二电极22之间的间隙一侧的边缘，有效避免液滴的边缘处于两个第二电极22之间的间隙中而造成的液滴的边缘处不受控的现象。

图8是本发明提供的又一种液滴分流单元的平面结构示意图，图9是图8所述的液滴分流单元沿D-D’的一种剖面结构示意图，参考图8和图9，可选的，其中，液滴分流单元30还包括外围分隔部70，外围分隔部70与第一分隔部41同层设置，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，外围分隔部70的高度大于第一电极21的高度，且其大于第二电极22的高度；

外围分隔部70包括第一侧壁71、沿第一方向X相对设置于第一侧壁71两端的第二侧壁72和第三侧壁73，第一侧壁71位于第一电极21远离第二电极22的一侧，第二侧壁72和第三侧壁73沿第一方向X相对设置于液滴分流单元30的两侧；

第一电极21位于第一侧壁71、第二侧壁72和第三侧壁73之间，两个第二电极22分别位于第二侧壁72与第一分隔部41之间、第三侧壁73与第一分隔部41之间。

具体的，液滴分流单元30中还设有外围分隔部70，外围分隔部70与第一分隔部41同层设置，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，外围分隔部70的高度大于第一电极21的高度，且其大于第二电极22的高度。外围分隔部70包括第一侧壁71、第二侧壁72和第三侧壁73，其中，第一电极21位于第一侧壁71、第二侧壁72和第三侧壁73之间，有效避免位于第一电极21上的液滴和其他液滴合并，同时有效避免位于第一电极21上的液滴朝除第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向之外的方向移动。

两个第二电极22分别位于第二侧壁72与第一分隔部41之间、第三侧壁73与第一分隔部41之间，有效避免第二电极22上的液滴和其他液滴合并。

继续参考图8和图9，可选的，其中，第一分隔部41和外围分隔部70的材料为有机膜。

具体的，有机膜具有单位膜面积制造成本低、膜组件装填密度大的优点，为微流控装置中常用的材料，第一分隔部41和外围分隔部70的材料为有机膜，有效减少生产成本。需要说明的是，在本发明其他实施例中，第一分隔部41和外围分隔部70的材料可以相同，也可以不同，第一分隔部41和外围分隔部70还可以采用其他材料制成，本发明在此不再赘述。

继续参考图8和图9，可选的，其中，同一液滴分流单元30中，在第一方向X上，第二侧壁72和第三侧壁73之间的距离为Wa，第二侧壁72和第一分隔部41之间的距离为Wb1，第三侧壁73和第一分隔部41之间的距离为Wb2；其中，

Wa＞Wb1+Wb2，Wb1＝Wb2＞0。

具体的，第三侧壁73和第一分隔部41之间的距离与第二侧壁72和第一分隔部41之间的距离相等，两个第二电极22分别位于第二侧壁72与第一分隔部41之间、第三侧壁73与第一分隔部41之间，使得两个第二电极22上液滴的可活动空间接近一致，进一步使得液滴能更精准的进行均匀分裂。

继续参考图8和图9，可选的，其中，同一液滴分流单元30中，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，外围分隔部70与第一电极21、第二电极22均相交叠。

具体的，同一液滴分流单元30中，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，外围分隔部70与第一电极21相交叠，第一电极21的四周边缘中除和第二电极22相靠近的一侧边缘以外的边缘均被外围分隔部70所覆盖，有效避免液滴的边缘处于第一电极21的边缘外而造成的液滴的边缘处不受控的现象。在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，外围分隔部70与两个第二电极22均相交叠，两个第二电极22远离两个第二电极22之间的间隙一侧的边缘均被外围分隔部70所覆盖，有效避免液滴的边缘处于第二电极22的边缘外而造成的液滴的边缘处不受控的现象。

图10是图8所述的液滴分流单元沿D-D’的另一种剖面结构示意图，参考图8和图10，可选的，其中，电极层20还包括第三电极23，第三电极23与第一电极21、第二电极22相互绝缘，第三电极23在衬底基板10所在平面的垂直投影位于第一分隔部41和/或外围分隔部70在衬底基板10所在平面的垂直投影内。

具体的，继续参考图8和图10，电极层20还包括第三电极23，第三电极23与第一电极21、第二电极22相互绝缘，第三电极23在衬底基板10所在平面的垂直投影位于第一分隔部41在衬底基板10所在平面的垂直投影内，在给第一电极21和第二电极22通不同信号的电位使液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动时，给第三电极23通与此时第二电极22电位相反的信号，进一步避免已经分裂的两个小液滴翻过第一分隔部41进行合并。第三电极23在衬底基板10所在平面的垂直投影位于外围分隔部70在衬底基板10所在平面的垂直投影内，在给第一电极21和第二电极22通不同信号的电位使液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动时，给第三电极23通与此时第二电极22电位相反的信号，进一步避免已经分裂的两个小液滴翻过外围分隔部70与其他液滴合并。

图11是本发明提供的又一种液滴分流单元的平面结构示意图，图12是图11所述的液滴分流单元沿E-E’的剖面结构示意图，参考图11和图12，可选的，其中，电极层20还包括第四电极24，第四电极24与第一电极21、第二电极22相互绝缘；

液滴分流单元30还包括四个第四电极24和两个第二分隔部42；

第二分隔部42与第一分隔部41同层设置，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，第二分隔部42的高度大于第一电极21的高度，且其大于第二电极22的高度；

同一液滴分流单元30中，四个第四电极24均位于第二电极22远离第一电极21的一侧，第四电极24沿第一方向X两两相对设置于第一分隔部41的两侧，位于第一分隔部41同一侧两个第四电极24之间均设置有一个第二分隔部42。

具体的，同一液滴分流单元30中，位于第一分隔部41同一侧的两个第四电极24之间均设置有一个第二分隔部42，第二分隔部42与第一分隔部41同层设置，在垂直于衬底基板10所在平面的方向上，第二分隔部42的高度大于第一电极21的高度，且其大于第二电极22的高度，给位于第一分隔部41同一侧的第二电极22和第四电极24通不同信号的电位，且给位于第一分隔部41同一侧的两个第四电极24通相同信号的电位时，经过一次分裂形成的小液滴的两端由第二电极22朝向与其对应的两个第四电极24的两个方向移动，当小液滴受到的两个方向的电场力均大于小液滴内的张力时，小液滴再次进行分裂形成两个更小的液滴并移动到两个第四电极24上，通过同一液滴分流单元30可将液滴分裂成四个更小的液滴。

参考图11和图12，可选的，其中，第二电极22在衬底基板10所在平面的垂直投影为轴对称图形，第二分隔部42在衬底基板10所在平面的垂直投影为轴对称图形，且位于第一分隔部41同一侧的第二电极22和第二分隔部42在衬底基板10所在平面的垂直投影图案的对称轴相同；

四个第四电极24的形状和大小相同，位于第一分隔部41同一侧的两个第四电极24和与其位于第一分隔部41同一侧的第二电极22之间的间距相同，且位于第一分隔部41同一侧的两个第四电极24沿与其位于第一分隔部41同一侧的第二电极22在衬底基板10所在平面的垂直投影图案的对称轴对称设置。

具体的，第二电极22在衬底基板10所在平面的垂直投影为轴对称图形，两个第四电极22沿与其对应的第二电极22在衬底基板10所在平面的垂直投影图案的对称轴对称设置，且两个第四电极24的形状和大小相同，两个第四电极24和与其相对应的第二电极22之间的间距相同，因此给位于第一分隔部41同一侧的第二电极22和第四电极24通不同信号的电位，且给位于第一分隔部41同一侧的两个第四电极24通相同信号的电位时，位于第一分隔部41同一侧的两个第四电极24与第二电极22形成的电场接近相同，使得分裂过一次的液滴能更精准的再次进行均匀分裂。第二分隔部42在衬底基板10所在平面的垂直投影也为轴对称图形，且其对称轴和与其对应的第二电极22在衬底基板10所在平面的垂直投影图案的对称轴相同，第二分隔部42在接近于液滴在第一方向X上的中间位置处对分裂过一次的液滴进行物理分裂，进一步使得分裂过一次的液滴能更精准的再次进行均匀分裂，通过同一液滴分流单元30可将液滴均匀分裂成四个更小的液滴。

需要说明的是，第二分隔部42的其他的结构设计可参考本发明中第一分隔部41的结构，本发明在此不再进行赘述。

需要说明的是，本实施例实例性的示出了微流控芯片中的液滴分流单元30可将液滴分裂成四个小液滴，在本发明其他实施例中，微流控芯片中的液滴分流单元30可根据实际生产需求进行设计，将液滴分裂成更多的小液滴，具体的结构设计可参考本实施例中液滴分流单元30的结构，本发明不再一一赘述。

图13是本发明提供的一种微流控芯片的驱动时序图，参考图2、图3和图13，本实施例提供一种微流控芯片的驱动方法，应用于上述微流控芯片，包括：

给第一电极21通低电位信号，给两个第二电极22通相同的高电位信号，驱动液滴由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动并进行分裂。

具体的，给第一电极21通低电位信号，给两个第二电极22通相同电位的高电位信号，第一电极21和两个第二电极22之间形成两个相同的电场，从而驱动液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动并进行分裂。

图14是本发明提供的另一种微流控芯片的驱动时序图，参考图8、图10和图14，本实施例提供一种微流控芯片的驱动方法，应用于上述微流控芯片，包括：

给第一电极21和第三电极23通低电位信号，给两个第二电极22通相同的高电位信号，驱动液滴由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动并进行分裂。

具体的，给第一电极21通低电位信号，给两个第二电极22通相同电位的高电位信号，第一电极21和两个第二电极22之间形成两个相同的电场，从而驱动液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动并进行分裂。且同时给第三电极23通低电位信号，避免已经分裂的两个小液滴翻过第一分隔部41进行合并。

图15是本发明提供的又一种微流控芯片的驱动时序图，参考图11、图12和图15，本实施例提供一种微流控芯片的驱动方法，应用于上述微流控芯片，包括：

第一阶段t1，给第一电极21通低电位信号，给两个第二电极22通相同的高电位信号，给四个第四电极24通相同的低电位信号，驱动液滴由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动并进行分裂；

第二阶段t2，给第一电极21通低电位信号，给两个第二电极22通相同的低电位信号，给四个第四电极24通相同的高电位信号，驱动每个已经分裂的液滴由第二电极22朝向与第二电极22位于第一分隔部41同侧的两个第四电极24的两个方向移动并进行再次分裂。

具体的，在第一阶段1，给第一电极21通低电位信号，给两个第二电极22通相同的高电位信号，第一电极21和两个第二电极22之间形成两个相同的电场，从而驱动液滴的两端由第一电极21朝向两个第二电极22的两个方向移动并进行分裂；在第二阶段t2，给两个第二电极22通相同的低电位信号，给四个第四电极24通相同的高电位信号，位于第一分隔部41同侧的一个第二电极22和两个第四电极24之间形成两个相同的电场，从而驱动驱动每个已经分裂的液滴由第二电极22朝向与第二电极22位于第一分隔部41同侧的两个第四电极24的两个方向移动并进行再次分裂。

通过上述实施例可知，本发明提供的微流控芯片及其驱动方法，至少实现了如下的有益效果：

本发明提供的微流控芯片包括至少一个液滴分流单元，一个液滴分流单元包括一个第一电极、两个第二电极和一个第一分隔部。第一电极和第二电极均位于电极层，同一液滴分流单元中，两个第二电极沿第一方向排列于第一电极的同一侧，给第一电极和第二电极通不同信号的电位时，第一电极和两个第二电极之间均穿过液滴的电场，液滴为具有导电性的液体，液滴会由于电场作用而受力不均匀，从而液滴的两端由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动，当液滴受到的两个方向的电场力均大于液滴内的张力时，液滴进行分裂形成两个小液滴并移动到两个第二电极中。同一液滴分流单元中，第一分隔部位于两个第二电极之间，第一分隔部和电极层位于衬底基板的同一侧，且在垂直于衬底基板所在平面的方向上，第一分隔部的高度大于第一电极的高度，且其大于第二电极的高度，液滴的两端由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动时，第一分隔部会对液滴进行物理分割，第一分隔部有效提高液滴的分裂效率。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：衬底基板和位于所述衬底基板一侧的电极层；

所述电极层包括相互绝缘的第一电极和第二电极；

至少一个液滴分流单元，所述液滴分流单元至少包括一个所述第一电极、两个所述第二电极和一个第一分隔部；

所述第一分隔部和所述电极层位于所述衬底基板的同一侧，在垂直于所述衬底基板所在平面的方向上，所述第一分隔部的高度大于所述第一电极的高度，且其大于所述第二电极的高度；

同一所述液滴分流单元中，两个所述第二电极排列于所述第一电极的同一侧，所述第一分隔部位于两个所述第二电极之间，以所述第二电极的排列方向为第一方向。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

所述第一电极在所述衬底基板所在平面的垂直投影为轴对称图形，所述第一分隔部在所述衬底基板所在平面的垂直投影为轴对称图形，且两者的对称轴相同；

两个所述第二电极的形状和大小相同，两个所述第二电极和所述第一电极之间的间距相同，且两个所述第二电极沿所述第一电极在所述衬底基板所在平面的垂直投影图案的对称轴对称设置。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

同一所述液滴分流单元中，在垂直于所述衬底基板所在平面的方向上，所述第一分隔部与所述第一电极相交叠。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

同一所述液滴分流单元中，在所述第一方向上，所述第一分隔部的宽度大于两个所述第二电极之间的间隙的宽度，且在垂直于所述衬底基板所在平面的方向上，所述第一分隔部与两个所述第二电极均相交叠。

5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

所述液滴分流单元还包括外围分隔部，所述外围分隔部与所述第一分隔部同层设置，在垂直于所述衬底基板所在平面的方向上，所述外围分隔部的高度大于所述第一电极的高度，且其大于所述第二电极的高度；

所述外围分隔部包括第一侧壁、沿所述第一方向相对设置于所述第一侧壁两端的第二侧壁和第三侧壁，所述第一侧壁位于所述第一电极远离所述第二电极的一侧，所述第二侧壁和第三侧壁沿所述第一方向相对设置于所述液滴分流单元的两侧；

所述第一电极位于所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述第三侧壁之间，两个所述第二电极分别位于所述第二侧壁与所述第一分隔部之间、所述第三侧壁与所述第一分隔部之间。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，

同一所述液滴分流单元中，在所述第一方向上，所述第二侧壁和所述第三侧壁之间的距离为Wa，所述第二侧壁和所述第一分隔部之间的距离为Wb1，所述第三侧壁和所述第一分隔部之间的距离为Wb2；其中，

Wa＞Wb1+Wb2，Wb1＝Wb2＞0。

7.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，

同一所述液滴分流单元中，在垂直于所述衬底基板所在平面的方向上，所述外围分隔部与所述第一电极、所述第二电极均相交叠。

8.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，

所述电极层还包括第三电极，所述第三电极与所述第一电极、所述第二电极相互绝缘，所述第三电极在所述衬底基板所在平面的垂直投影位于所述第一分隔部和/或所述外围分隔部在所述衬底基板所在平面的垂直投影内。

9.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

所述电极层还包括第四电极，所述第四电极与所述第一电极、所述第二电极相互绝缘；

所述液滴分流单元还包括四个所述第四电极和两个第二分隔部；

所述第二分隔部与所述第一分隔部同层设置，在垂直于所述衬底基板所在平面的方向上，所述第二分隔部的高度大于所述第一电极的高度，且其大于所述第二电极的高度；

同一所述液滴分流单元中，四个所述第四电极均位于所述第二电极远离所述第一电极的一侧，所述第四电极沿所述第一方向两两相对设置于所述第一分隔部的两侧，位于所述第一分隔部同一侧两个所述第四电极之间均设置有一个所述第二分隔部。

10.根据权利要求9所述的微流控芯片，其特征在于，

所述第二电极在所述衬底基板所在平面的垂直投影为轴对称图形，所述第二分隔部在所述衬底基板所在平面的垂直投影为轴对称图形，且位于所述第一分隔部同一侧的所述第二电极和所述第二分隔部在所述衬底基板所在平面的垂直投影图案的对称轴相同；

四个所述第四电极的形状和大小相同，位于所述第一分隔部同一侧的两个所述第四电极和与其位于所述第一分隔部同一侧的所述第二电极之间的间距相同，且位于所述第一分隔部同一侧的两个所述第四电极沿与其位于所述第一分隔部同一侧的所述第二电极在所述衬底基板所在平面的垂直投影图案的对称轴对称设置。

11.一种微流控芯片的驱动方法，其特征在于，应用于权利要求1-10任一项所述的微流控芯片，包括：

给第一电极通低电位信号，给两个第二电极通相同的高电位信号，驱动液滴由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动并进行分裂。

12.一种微流控芯片的驱动方法，其特征在于，应用于权利要求8所述的微流控芯片，包括：

给第一电极和第三电极通低电位信号，给两个第二电极通相同的高电位信号，驱动液滴由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动并进行分裂。

13.一种微流控芯片的驱动方法，其特征在于，应用于权利要求9或10所述的微流控芯片，包括：

第一阶段，给第一电极通低电位信号，给两个第二电极通相同的高电位信号，给四个第四电极通相同的低电位信号，驱动液滴由第一电极朝向两个第二电极的两个方向移动并进行分裂；

第二阶段，给所述第一电极通低电位信号，给两个所述第二电极通相同的低电位信号，给四个所述第四电极通相同的高电位信号，驱动每个已经分裂的液滴由第二电极朝向与所述第二电极位于第一分隔部同侧的两个所述第四电极的两个方向移动并进行再次分裂。

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