CN112892625A - 一种微流控芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微流控芯片，属于芯片技术领域。本发明提供的一种微流控芯片包括多个微流控单元，多个微流控单元能够拼接形成微流控芯片；每个微流控单元包括工作区，和位于工作区至少一侧的过渡区，任意两个相邻的微流控单元的过渡区彼此紧邻且相对设置；每个微流控单元包括：第一基板，和设置在第一基板上的第一电极层；第一电极层对应工作区的位置包括多个第一子电极；第一电极层对应过渡区的位置包括至少一个第二子电极。

Description

一种微流控芯片
技术领域
本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种微流控芯片。
背景技术
微流控(Micro Fluidics)技术是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科，能够实现对微小液滴的精准控制和操控。采用微流控技术的装置通常被称为微流控芯片，微流控芯片通常具有多个工作区，每个工作区具有不同的功能，例如具有驱动液体流动、生成样品液滴、混合液体、加热液体等功能的工作区，以实现对样品液体进行培养、移动、检测、分析等。而进行不同的反应时，需要微流控芯片对样品液体进行不同的操作，因此每个反应都需要重新修改或设计不同的工作区及工作区的组合方式，无法灵活适应各种不同的反应。并且，微流控芯片在长时间工作后可能会发生局部的电极击穿、疏水层质量下降等损伤，目前无法实现局部修复损伤补位，只能整体更换微流控芯片，造成了浪费。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种微流控芯片，其具有多个微流控单元，每个微流控单元具有一个工作区，不同微流控单元能够自由组合并拼接形成微流控芯片，从而可以适应各种生物检测，且能够局部检修或更换，避免了浪费。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种微流控芯片，包括多个微流控单元，多个微流控单元能够拼接形成所述微流控芯片；每个所述微流控单元包括工作区，和位于所述工作区至少一侧的过渡区，任意两个相邻的所述微流控单元的过渡区彼此紧邻且相对设置；每个所述微流控单元包括：
第一基板；
第一电极层，设置在所述第一基板上；所述第一电极层对应所述工作区的位置包括多个第一子电极；所述第一电极层对应所述过渡区的位置包括至少一个第二子电极。
本发明提供的微流控芯片，由于具有多个微流控单元，每个微流控单元具有一个工作区，多个微流控单元能够自由组合并拼接形成微流控芯片，因此可以适应各种生物检测，且能够局部检修或更换，避免了浪费；并且，在相邻的微流控单元的过渡区设置了第二子电极，能够驱动液滴从一个微流控单元移动至与其相邻的另一微流控单元。
优选的是，一个所述第二子电极在所述第一基板上的正投影的面积，小于一个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影的面积。
优选的是，一个所述第二子电极在所述第一基板上的正投影的面积与一个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影的面积的比值为1:9-1:2。
优选的是，每个所述微流控单元还包括：
第二基板，与所述第一基板相对设置；
参考电极，设置在所述第二基板靠近所述第一基板一侧，所述参考电极在所述第一基板上的正投影，覆盖多个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影，且与所述第二子电极在所述第一基板上的正投影至少部分重叠。
优选的是，所述参考电极包括多个子参考电极，一个所述子参考电极对应一个所述第一子电极，且一个所述子参考电极对应一个所述第二子电极。
优选的是，每个所述微流控单元的所述第二基板在所述第一基板上的正投影在所述过渡区的边缘，位于该过渡区中、最靠近相邻的所述微流控单元的所述第二子电极在所述第一基板上的正投影内。
优选的是，每个所述微流控单元的所述第二基板在所述第一基板上的正投影在所述过渡区的边缘，与该过渡区中、最靠近相邻的所述微流控单元的所述第二子电极在垂直于所述第一基板的长度方向上的中线相重合。
优选的是，每个所述微流控单元还包括：键合层，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，且设置在所述第二基板的边缘区域；
所述键合层靠近相邻的所述微流控单元的侧边具有第一开口，且任意两个相邻的所述微流控单元的第一开口相对设置。
优选的是，所述微流控芯片还包括固定组件，用于固定多个微流控单元以形成微流控芯片。
优选的是，所述固定组件包括：外框、多个挡块、多个弹簧；
所述外框将多个所述微流控单元围在其中；
多个所述弹簧中的每个的一端连接所述外框靠近多个所述微流控单元的侧壁上，另一端连接一个所述挡块，且所述弹簧的长度，不大于所述微流控芯片的边缘到与该边缘对应的所述侧壁的距离；
一个所述挡块对应与一个所述微流控单元，在弹簧回复力的作用下，所述挡块和与之对应的所述微流控单元相抵，以使该微流控单元和与之相邻的微流控单元相固定。
优选的是，所述微流控芯片还包括：平坦支撑层，各个所述微流控单元间隔设置，且各个所述微流控单元设置在所述平坦支撑层上。
优选的是，所述微流控芯片还包括：至少一个粘接结构，所述粘接结构设置在相邻的两个所述微流控单元的过渡区，且设置在所述第一基板上。
优选的是，所述微流控芯片还包括：测温单元，所述测温单元连接至少部分所述微流控单元，且连接该部分微流控单元的每个的至少两个相邻的所述第一子电极，所述测温单元用于检测位于与之相连的所述第一子电极上的液滴的温度。
优选的是，所述测温单元包括运算放大器、信号处理电路和反馈电容；
所述运算放大器具有第一输入口、第二输入口和输出口，所述第一输入口连接每个与所述测温单元连接的所述第一子电极；所述反馈电容连接在所述第一输入口与所述输出口之间；所述信号处理电路连接所述输出口。
优选的是，与所述测温单元连接的所述微流控单元还包括：两个反馈电极，设置在所述微流控单元的第一基板上，且设置在多个第一子电极的排布方向的两对侧的任一侧；两个所述反馈电极形成的电容作为反馈电容，两个所述反馈电极分别连接所述第一输入口和所述输出口。
优选的是，与所述测温单元连接的所述微流控单元还包括空置电极，设置在所述反馈电极和所述第一子电极之间，用于隔离二者之间的信号。
优选的是，所述微流控芯片还包括：调温单元和控制单元，所述测温单元和所述调温单元均连接控制单元；所述控制单元根据所述测温单元测量的温度，控制所述调温单元调节所述液滴的温度。
优选的是，所述调温单元包括热电调温片，其设置在与所述测温单元连接的所述微流控单元的第一基板背离所述第一子电极一侧；其中，
所述热电调温片在所述第一基板上的正投影，覆盖与所述测温单元连接的所述微流控单元的各个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影。
附图说明
图1为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的俯视图；
图2为本公开实施例提供的微流控芯片的另一种实施例的俯视图；
图3为本公开实施例提供的微流控芯片的微流控单元的一种实施例的俯视图；
图4为沿图3中C-D方向剖切的剖面图；
图5a为本公开实施例提供的微流控芯片中操控液滴移动的微流控单元的工作示意图；
图5b为本公开实施例提供的微流控芯片中操控液滴分裂的微流控单元的工作示意图；
图6为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的俯视图；
图7为图6的微流控芯片的层结构图；
图8为本公开实施例提供的微流控芯片的另一种实施例的俯视图；
图9为图8的微流控芯片的层结构图；
图10为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的俯视图之一(含固定组件)；
图11为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的俯视图之二(含固定组件)；
图12为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的俯视图(含粘接结构)；
图13为图12的微流控芯片的层结构图；
图14为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的结构示意图图(含测温单元)；
图15为本公开实施例提供的微流控芯片中的液滴(水)的温度与相对介电常数的曲线图；
图16为本公开实施例提供的微流控芯片的测温单元的电路结构图；
图17为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的结构示意图(含反馈电容)；
图18为本公开实施例提供的微流控芯片的一种实施例的结构示意图(含调温单元)；
图19为本公开实施例提供的微流控芯片的第一子电极的一种实施例的结构示意图；
图20为本公开实施例提供的微流控芯片的第一子电极的另一种实施例的结构示意图；
图21为本公开实施例提供的微流控芯片的各电极的布局示意图之一；
图22为本公开实施例提供的微流控芯片的各电极的布局示意图之二。
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作进一步详细描述。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是为了便于对本发明实施例的内容的理解。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
第一方面，如图1、图2所示，本实施例提供一种微流控芯片，包括多个微流控单元(例如图中100a～100g)，多个微流控单元能够拼接形成微流控芯片。每个微流控单元可以包括工作区和位于工作区至少一侧的过渡区A1，工作区即为微流控单元中除去过渡区A1的位置，一个微流控单元的过渡区A1即为该微流控单元靠近相邻的另一微流控单元的区域，任意两个相邻的微流控单元的过渡区彼此紧邻且相对设置，液滴从一个微流控单元的过渡区A1移动至另一个微流控单元的过渡区A1从而能够在不同的微流控单元之间跨越。不同的微流控单元可以具有不同的功能，例如，如100a所示的具有生成液滴的功能的微流控单元，如100b所示的具有操控液滴转向功能的微流控单元，如100c所示的具有混合不同种类的液滴的功能的微流控单元，100d具有移动液滴的功能的微流控单元，如100e所示的具有将液滴分裂为子液滴功能的微流控单元，如100f所示的具有对液滴进行取样的功能的微流控单元，如100g所示的具有对液滴的温度进行调控的功能的微流控单元等，具有不同功能的微流控单元能够根据需要进行的生物检测所需的流程顺序进行组合拼接，形成不同类型的微流控芯片，以适用于各种生物检测。
具体地，如图3、图4所示，以具有移动液滴的功能的微流控单元100d为例，图3为微流控单元100d的俯视图，图4为沿图3的C-D方向剖切的微流控单元100d的剖面图，每个微流控单元可以包括第一基板2和设置在第一基板2上的第一电极层1。第一电极层1对应工作区的位置包括多个第一子电极11，第一电极,对应过渡区A1的位置包括至少一个第二子电极12，也即第一电极层1在第一基板1上的正投影覆盖工作区的位置有多个第一子电极11，具有移动液滴的功能的微流控单元过渡区A1的位置设置有至少一个第二子电极12，如图1、图2所示，位于工作区的第一子电极11用于对液滴进行对应微流控单元的功能的操控，例如移动、分裂、转向等，每个微流控单元的工作区的第一子电极11根据该微流控单元所需的功能具有不同的排布，后续详述；位于过渡区A1的第二子电极12用于操控液滴从该第二子电极12所在的微流控单元移动至于该微流控单元相邻的另一微流控单元，以实现液滴能够在拼接形成的微流控芯片的各个微流控单元间移动。
本公开实施例提供的微流控芯片，由于具有多个微流控单元，每个微流控单元具有一个工作区，多个微流控单元能够根据生物检测所需的流程自由组合并拼接形成微流控芯片，因此可以适应各种生物检测，且若某个功能的微流控单元损坏，能够单独将该微流控单元拆除进行修复或更换，从而实现局部的修复或更换，避免因局部损坏而需整片废弃微流控芯片的情况，从而避免了浪费；并且，在每个微流控单元的过渡区A1设置了第二子电极，从而能够驱动液滴从一个微流控单元移动至与其相邻的另一微流控单元。
在一些示例中，如图4所示，第一基板2还可以包括第一介质层3，第一介质层3设置在第一电极层1背离第一基板2一侧，若第一介质层3具有良好的疏液性，则液滴001与第一介质层3直接接触。在第一子电极11不加压时，第一介质层3由于自身的疏液特性使液滴001具有较大的表面张力，液滴001与第一介质层3的接触角为初始接触角，通过给对应的第一子电极11施加电压，使第一介质层3对应被施加电压的第一子电极11的位置处聚集电荷，从而可以改变第一介质层3与附着于第一介质层3表面的液滴001之间的润湿特性,使液滴001与第一介质层3之间的接触角发生变化,从而使得液滴001发生形变,促使液滴001内部产生压强差,进而实现对液滴001的操控。第一介质层3可以采用各种类型的材料，例如树脂、聚酰亚胺、氮化硅、氧化硅等，在此不做限制。
在一些实施例中，如图4所示，若第一介质层3采用不具有疏液性的材料制作，可以在第一介质层3背离第一基板2一侧设置第一疏液层4，第一疏液层4与液滴001直接接触，使液滴001具有较大的表面张力。第一疏液层4的介电常数可以与第一介质层3一致，也可以不同，在此不做限定。第一疏液层4的材料可以包括多种类型的材料，例如特氟龙、全氟树脂(CYTOP)等含氟聚合物，在此不做限定。
可选地，本公开实施例提供的微流控芯片可以对各种类型的液滴进行操控，液滴例如可以为水(H2O)、血液。此外，还可以在液滴所在的流体层加入具有润滑作用的流体，以减少液体在运动过程中的阻尼，例如可以加入硅油，当然，也可以是其他流体，在此不做限定。
需要说明的是，图3、图4以微流控单元仅包括单基板(第一基板2)为例进行说明，在一些示例中，微流控单元还可以具有两个对置的基板，例如，参见图5-图9，每个微流控单元还可以包括第二基板5，第二基板5与第一基板2相对设置。第二基板5靠近第一基板2一侧还可以设置参考电极6，参考电极6在第一基板2上的正投影，可以覆盖多个第一子电极11在第一基板2上的正投影，且参考电极6在第一基板2上的正投影，与第二子电极12在第一基板2上的正投影至少部分重叠。参考电极6被施加参考电位，以给第一子电极11和第二子电极12提供参考电压，使第一子电极11与参考电极6之间具有较大的电压差，第二子电极12与参考电极6之间具有较大的电压差，从而能够形成较大的驱动电压操控液滴001移动。
可选地，参考电极6可以为多种形状，例如，参考电极6可以为面电极，覆盖多个第一子电极11和至少一个第二子电极12，又例如，参考电极6包括多个子参考电极，即参考电极6可以分为多个条形电极(子参考电极)，一个子参考电极对应一个第一子电极11，每个子参考电极在第一基板2上的正投影，覆盖与该子参考电极对应的第一子电极11在第一基板2上的正投影；且一个子参考电极对应一个第二子电极12，每个子参考电极在第一基板2上的正投影，覆盖与该子参考电极对应的第二子电极12在第一基板2上的正投影。在本公开实施例提供的微流控芯片中，微流控单元可以仅包括第一基板2，也可以包括第一基板2和第二基板5，为了便于说明，以下皆以微流控单元包括第一基板2和第二基板5为例进行说明，但不对本申请构成限制。
在一些示例中，参见图5-图9，同第一基板2的设置，第二基板5还可以包括第二介质层7，第二介质层7设置在参考电极6背离第二基板5一侧，若第二介质层7具有良好的疏液性，则液滴001的下部与第一介质层3直接接触，液滴001的下部与第二介质层7直接接触。在第一子电极11不加压时，第一介质层3、第二介质层7由于自身的疏液特性使液滴001具有较大的表面张力。第二介质层7可以采用各种类型的材料，例如树脂、聚酰亚胺、氮化硅、氧化硅等，在此不做限制。
在一些实施例中，参见图5-图9，若第二介质层7采用不具有疏液性的材料制作，可以在第二介质层7背离第二基板5一侧设置第二疏液层8，第二疏液层8与液滴001直接接触，使液滴001具有较大的表面张力。第二疏液层8的介电常数可以与第二介质层7一致，也可以不同，在此不做限定。第二疏液层8的材料可以包括多种类型的材料，例如特氟龙、全氟树脂(CYTOP)等含氟聚合物，在此不做限定。
本公开实施例提供的微流控芯片，基于第一子电极11、第二子电极12产生的电压，结合疏液层与液滴001之间疏液性，基于介电润湿效应对液滴001进行操控，从而根据不同的微流控单元所具有的功能不同，第一电极层1在工作区的第一子电极11可以具有不同的排布方式。
具体参见图1、图2，例如100a所示的具有生成液滴的功能的微流控单元，第一电极层1的第一子电极11可以包括多种不同类型的电极，例如第一子电极11包括一个梯形子电极11a，两个长矩形子电极11b，三个正方形电极11c和两个短矩形电极11d，梯形子电极11a、长矩形子电极11b、正方形电极11c沿同一方向排列，两个短矩形电极11d分布在三个正方形电极11c在排列方向上的两侧，且第二子电极12设置在正方形电极11c背离梯形子电极11a处。该微流控单元可以设置在微流控芯片的入液口处，梯形子电极11a正对入液口，液滴进入微流控芯片并落入梯形电极11a和长矩形子电极11b处，此时液滴面积较大，梯形电极11a能够限制液滴的形状避免其扩散，接着依次给三个正方形电极11c加压，从而液滴由长矩形子电极11b处过渡至正方形电极11c被拉长，且短矩形电极11d能够限制液滴的形状，防止其向排列方向的两侧扩散。位于中间的正方形电极11c再断电，从而使液滴分裂出一个较小的液滴，完成液滴的生成，再由第二子电极12驱动较小的液滴移动至相邻的另一微流控单元。
又例如，100b所示的具有操控液滴转向功能的微流控单元，第一电极层1具有两组第一子电极11，第一组第一子电极11沿第一方向排列，第二组第一子电极11沿第二方向排列，第一方向和第二方向可以近似垂直，从而两组第一子电极11形成十字形排列，且第一组第一子电极11的排列方向的两端分别具有两个第二子电极12，第二组第一子电极12的排列方向的两端分别具有两个第二子电极12，从而液滴进入微流控单元100b，能够沿第一方向或第二方向上移动，从而能够转向第一方向上的两对侧的任一侧，或第二方向上的两对侧的任一侧，并在该方向上的第二子电极12的驱动下移动至相邻的另一微流控单元。
又例如，100c所示的具有混合不同种类的液滴的功能的微流控单元，第一电极层1的多个第一子电极11沿矩形的边排布，而矩形中部不设置第一子电极11，围出一个闭合的移动路径，再在移动路径靠近过渡区A1的位置，与过渡区A1之间设置第一子电极11，则不同的液滴可以由一侧的过渡区A1的第二子电极12进入微流控单元100c，流入第一子电极11，沿闭合的移动路径上转圈混合，再流向另一侧过渡区A1，由另一侧过渡区A1中的第二子电极12将混合后的液滴移动至相邻的另一微流控单元。
又例如，100d具有移动液滴的功能的微流控单元，第一电极层1上的第一子电极11沿第一方向排布，在第一方向的两端分别设置有第二子电极12，则进入微流控单元100d的液滴可以沿第一方向移动，并由第二子电极12移动至相邻的另一微流控单元。
又例如，100e所示的具有将液滴分裂为子液滴功能的微流控单元，第一电极层1上的第一子电极11可以包括多个片状子电极11e和一个镂空子电极11f，镂空子电极11f具有镂空部，液滴位于镂空子电极11f上时，由于在非镂空部和镂空部的受力不同，因此在电压相同的情况下，液滴会在镂空部的位置断裂，因此，镂空子电极11f的镂空部的位置即为液滴的断裂点，且镂空部可以包括多种类型的形状，例如圆孔形、一字型、十字形等，图1、图2中以镂空部为镂空子电极11f的十字形为例进行说明，且十字形镂空部的两个直线部分别与镂空子电极11f的两条对角线重合。多个片状子电极11e和镂空子电极11f均沿第一方向排列，镂空子电极11f设置在任两个片状子电极11e之间，在第一方向的两端分别设置有第二子电极12，则进入微流控单元100d的液滴可以在片状子电极11e的驱动下沿第一方向移动，当液滴经过镂空子电极11f，即在镂空子电极11f的镂空部处分裂为较小的液滴(即子液滴)，从而完成液滴的分裂，较小的液滴沿第一方向移动，再在第二子电极12的驱动下移动至相邻的另一微流控单元。
又例如，100f所述的具有对液滴进行取样的功能的微流控单元，第一电极层1上的第一子电极11可以包括第一矩形电极11a和第二矩形电极11b，一个第二矩形电极11b的面积大于一个第一矩形电极11a的面积，微流控单元100f可以设置在微流控芯片最后的步骤处，将完成生物检测的操作的液滴驱动进入微流控单元100f，液滴先流经面积较小的第一矩形电极11a，再流经面积较大的第二矩形电极11b，由于取样的液滴的面积较大，因此第二矩形电极11b的面积较大从而能够对面积较大的液滴进行操控，以方便取样。
又例如，100g所示的具有对液滴的温度进行调控的功能的微流控单元，第一电极层1可以包括多个阵列排布的第一子电极11，但阵列的中心区域不设置第一子电极11，微流控单元100g还可以包括加热元件R1，加热元件R1可以包括多种类型的结构，例如加热元件R1可以为电阻丝，电阻丝的加热端可以位于阵列的中心区域，多个第一子电极11围绕电阻丝的加热端排布。电阻丝可以具有多种功能，例如，电阻丝可以对流入微流控单元100g的液滴进行加热，和/或，电阻丝可以对流入微流控单元100g的液滴进行测温。若电阻丝对流入微流控单元100g的液滴进行加热，可以在电阻丝两端施加较大的驱动电压，电阻丝升温产生焦耳热以对液滴进行加热；若电阻丝流入微流控单元100g的液滴进行测温，由于电阻丝的阻值会随着温度改变，而液滴流经电阻丝周围会改变电阻丝的温度，因此可以在电阻丝两端施加较小的工作电压，测量电阻丝的电阻值，再根据电阻丝的电阻-温度的关系，从而能够获得温度，实现测温。通过将两种方式相组合，可以通过电阻丝检测到液滴的温度，若温度较低，可以通过电阻丝将液滴加热到预设温度。当然，微流控单元100g的测温或温控方式还可以有多种方式，加热元件R1还可以为其他结构，在此不做限定。
需要说明的是，由于拼接的多个微流控单元形成微流控芯片可能为不规则形状，若需要使微流控芯片保持矩形等规则的形状，微流控芯片还可以包括任意个空白单元100i，空白单元100i不具有操控液滴的功能，空白单元100i可以设置为填补任意微流控单元拼接的不规则处，使微流控芯片保持为一个规则的形状，便于存放或夹取等。
以下以操控液滴移动和操控液滴分裂为例详细说明本公开实施例提供的微流控芯片的微流控单元操控液滴的工作过程。
如图5a所示，以一个具有移动液滴的功能的微流控单元为例，且以第一基板1上的第一电极层1包括三个由左到右依次间隔设置的电极(第一子电极11a、第一子电极11b、第二子电极12)为例，对微流控芯片中驱动液滴进行移动加以描述，当然，这并不构成对本发明实施例的限定。在第一子电极11a、第一子电极11b、第二子电极12没有被施加电压时，液滴001的形状呈对称分布(如图5a中虚线所示)，液滴001与第一疏液层4的接触角为第一初始接触角θ0，液滴001与第二疏液层8的接触角为第二初始接触角θt。若需要液滴向过渡区A1的第二子电极12处移动，则给第二子电极12施加电压，第一子电极11a、第一子电极11b不加电压或施加比第二子电极12的电压小的电压，由于介电润湿效应，液滴001与第二子电极12的位置相对应的右侧与第一疏液层4的接触角发生变化，由第一初始接触角θ0减小为介电接触角θV，又由于电压几乎只作用于液滴001与第一疏液层4的接触面，因此液滴001与第二疏液层8的接触角(也即第二初始接触角θt)几乎没有发生变化，从而使液滴001产生不对称形变，并且液滴001内部产生压强差，从而使液滴001向靠近第二子电极12的位置移动。
具体的，液滴001与第一疏液层4的接触角与第一子电极11a、第一子电极11b、第二子电极12中的任一者的电压的关系可以按照下式表示：
Figure BDA0002909570090000131
其中，ε0为真空介电常数，εr为第一输液层4的相对介电常数，γlg为液气界面的表面张力系数，ΔV为第一输液层4靠近第一基板2的下表面和靠近液滴001的上表面之间的电势差，D为第一输液层4的厚度。
可选地，由上式可知，若第一输液层4的相对介电常数εr增大，则在第一子电极11a、第一子电极11b、第二子电极12中的任一者被施加相同电压V的情况下，液滴001的介电接触角θV会增大，从而液滴001更容易被操控，但若第一输液层4的相对介电常数εr过大，则液滴在移动过程中容易被极化，从而使微流控芯片对液滴001的操控失效，因此本发明实施例中第一输液层4可以选取相对介电常数在预设范围内的材料制作，例如第一输液层4的相对介电常数εr的预设范围为[2.9,3.1]。第二疏液层8与第一输液层4同理，第二疏液层8的相对介电常数的预设范围为[2.9,3.1]。
如图5b所示，基于介电润湿效应，本公开实施例提供的微流控芯片中，以一个具有分裂液滴的功能的微流控单元为例，且以第一基板1上的第一电极层1包括三个由左到右依次间隔设置的电极(第一子电极11a、第一子电极11b、第一子电极11c)为例，对微流控芯片中驱动液滴进行分裂加以描述，当然，这并不构成对本发明实施例的限定。其中，第一子电极11b为镂空子电极，具有十字形镂空部，用于分裂液滴。为了便于描述，图5b中的黑色箭头表示水滴的运动趋势的方向，且以液滴001与第一疏液层4(图中未示出)对应第一子电极11a、第一子电极11b、第一子电极11c的位置相接触，若要使液滴001分裂为2个液滴，则可以给第一子电极11a、第一子电极11b、第一子电极11c中位于两侧的第一子电极11a和第一子电极11c施加电压，而不给位于中间的第一子电极11b施加电压，或给第一子电极11b施加比给其他两个驱动单元小的电压，则第一疏液层4与两侧的第一子电极11a和第一子电极11c相对应处的电荷聚集，使第一疏液层4对应两侧的第一子电极11a和第一子电极11c处的亲水性增加，吸引着液滴001向两侧移动，由于位于中间的第一子电极11b没有被施加电压或施加的电压较小，且在整个液滴的运动过程中液滴001的体积是一定的，因此液滴001两端将拉扯着中间部分向两侧移动，液滴001的中间部分逐渐变细，直到被拉断，从而向两侧带电的第一子电极11a和第一子电极11c的方向分裂为2个子液滴。并且，由于液滴001在第一子电极11b的镂空部与非镂空部的受力不同，因此液滴001总是在第一子电极11b的镂空部处断裂，从而保证了分裂处的子液滴的大小一致。
根据上述对操控液滴移动的过程可知，若想使液滴001的内部产生足够的压差，驱使液滴001移动，需要液滴001至少覆盖两个相邻的电极(两个第一子电极11，或第一子电极11和第二子电极12)。参见图6、图7，以微流控单元100a和微流控单元100d相拼接为例，在液滴001要跨越微流控单元100a和微流控单元100d的过程中，液滴001应覆盖在微流控单元100a的过渡区A1中的第二子电极12，和最靠近微流控单元100a的微流控单元100d的过渡区A1中的第二子电极12，微流控单元100a的第二子电极12不加电压，而微流控单元100d的第二子电极12被施加电压，从而驱动也都001向微流控单元100d的第二子电极12移动。但由于对位精度等不可避免的因素，微流控单元100a和微流控单元100d的拼接处存在一定间隙S1，从而导致流经间隙S1的液滴001的一部分会被压入间隙S1中，而液滴001的总体积是不变的，因此会导致液滴001的覆盖面积大大减小，从而有可能导致液滴001无法同时覆盖微流控单元100a的第二子电极12和微流控单元100d的第二子电极12，从而导致液滴001无法移动至微流控单元100d。
为了避免上述情况，本公开实施例中，微流控单元的一个第二子电极12在第一基板2上的正投影的面积，小于一个第一子电极11在第一基板2上的正投影的面积，从而保证液滴001在相邻的微流控单元的过渡区A1移动的过程中，能够覆盖相邻的微流控单元的第二子电极12，保证液滴001能够完成移动，具体的第一子电极11与第二子电极12的面积比可以根据需要设置，在此不做限定。
但若第二子电极12的面积过于小，则可能无法具有足够的驱动力，因此，在一些示例中，一个第二子电极12在第一基板2上的正投影的面积，与一个第一子电极11在第一基板2上的正投影的面积的比值为1:9-1:2，本实施例中以一个第二子电极12在第一基板2上的正投影的面积，与一个第一子电极11在第一基板2上的正投影的面积的比值为1:4为例进行说明，但不对本发明构成限制。
需要说明的是，为了保证液滴能够从一个微流控单元移动至另一微流控单元，每个微流控单元中的第二子电极12靠近相邻的微流控单元的边缘，应该可能地靠近相邻的微流控单元，即第二子电极12靠近相邻的微流控单元的边缘，与该第二子电极12所属的微流控单元的第一基板2靠近相邻的微流控单元的边缘相对齐，并且，这样设置能够使第一基板2靠近相邻的微流控单元的边缘平整，从而能够使得相邻的微流控单元能够尽可能地靠近，使间隙S1尽可能地小。
在一些示例中，参见图8、图9，若每个微流控单元具有第一基板2和第二基板5，第一基板2和第二基板5相对盒形成微流控单元，而由于对位精度等无法避免的因素，第二基板5与第一基板2可能无法完全对齐，在本公开实施例提供的微流控芯片中，由于液滴001主要在第一基板2一侧移动，因此每个微流控单元的第二基板5在第一基板2上的正投影在该微流控单元的过渡区A1的边缘，位于该过渡区A1中、最靠近相邻的微流控单元的第二子电极12在第一基板2上的正投影内，也即第二基板5相较第一基板2具有一定错位距离S2，但第二基板5靠近相邻的微流控单元的边缘(如图8、9中100a的第二基板5的右侧边缘)，可以至少对齐最靠近相邻的微流控单元的第二子电极12(如图8、9中100a位于右侧的第二子电极12)，从而保证相邻的两个微流控单元的第二基板5之间的间隙S1不会过大，避免液滴001被挤入间隙S1中，无法完成移动。进一步地，每个微流控单元的第二基板5在第一基板2上的正投影在该微流控单元的过渡区A1的边缘(如图8、9中100a的第二基板5的右侧边缘)，位于该过渡区A1中、最靠近相邻的微流控单元的第二子电极12(如图8、9中100a位于右侧的第二子电极12)，在垂直于第一基板2的长度方向上的中线(如图8中点-线式虚线所示的中线)相重合，从而能够避免液滴001被挤入间隙S1中，导致液滴001的覆盖面积急剧减少。
在一些示例中，参见图6-图9，本公开实施例提供的微流控芯片中，若微流控单元包括第一基板2和第二基板5，则每个微流控单元还可以包括键合层9，键合层9设置在第一基板2与第二基板5之间，且设置在第二基板5的边缘区域，键合层9在第一基板2和第二基板5之间支撑起一定容纳空间，以容纳液滴001。键合层9可以采用封框胶等材料，为了提高键合层9的支撑力，还可以在封框胶中加入多个支撑球等，在此不做限定。参见图6-与9，每个微流控单元的键合层9靠近相邻的微流控单元的侧边具有第一开口K1，以使液滴001可以从第一开口K1处通过，且任意两个相邻的微流控单元的第一开口K1相对设置，从而液滴001由一个微流控单元的第一开口K1处移动至另一个微流控单元的第一开口K1处，进入另一微流控单元。需要说明的是，如图8、图9所示，若第一基板2和第二基板5之间具有一定错位距离S2，则为了保证密封性，键合层9设置在第二基板5的边缘处，与第二基板5的尺寸一致，且与第二基板5的边缘对齐。
在一些示例中，参见图10、图11，多个微流控单元相拼接形成微流控芯片，为了稳固相拼接的微流控单元，微流控芯片还可以包括固定组件01，固定组件01用于固定多个微流控单元以形成微流控芯片。
固定组件可以包括多种类型的结构，例如，固定组件01可以包括外框011、多个弹簧012和多个挡块013。外框011将多个相拼接的微流控单元100围在外框中，多个弹簧012中的每个弹簧012的一端连接外框011靠近多个微流控单元100的侧壁上，多个弹簧012中的每个弹簧012的另一端连接一个挡块013。
一个挡块013对应与一个微流控单元100，即多个相拼接的微流控单元100中位于最外侧的这部分微流控单元100都与一个挡块013相接触，而弹簧012的自然长度(不受力的长度)不超过该弹簧012连接的挡块013对应的微流控单元100，到与该微流控单元100相对的外框靠近多个微流控单元100的侧壁的长度，以图10为例，最左侧的弹簧012连接的挡块013与最左侧第一排第一个的微流控单元100相接触，则最左侧的弹簧012的自然长度，不大于最左侧第一排第一个的微流控单元100到与该微流控单元100相对的外框011的上侧的侧壁的距离，从而，当所有挡块013与各个外侧的微流控单元100相抵后，弹簧012会受到压缩，则在弹簧012的回复力的作用下，每个挡块013和与该挡块013对应(即相接触)的微流控单元100相抵，以使该微流控单元100和与该微流控单元100相邻的微流控单元100相固定，也就是说，固定组件01将多个微流控单元100夹持在固定组件01的外框011内，使多个微流控单元100的形状固定。外框011的形状可以与多个微流控单元100相拼接形成的形状相贴合，也可以维持一个固定的形状，只需调整弹簧012的长度，将多个微流控单元100相夹持即可。参见图11，由于采用弹簧012固定多个微流控单元100，弹簧012的长度具有一定范围，因此，固定组件01可以兼容各个尺寸的微流控单元100拼接形成的组合，图11中微流控单元100的数量相较图10中微流控单元100的数量较少，则图11中弹簧012的压缩量也相较图10中弹簧012的压缩量较少，但只要弹簧012处于压缩状态，仍能将多个微流控单元100相固定。
在一些示例中，为了兼容更多微流控单元100拼接形成的组合的形状，弹簧012与挡块013可以采用拆卸连接的方式固定，弹簧012与外框011也可以采用拆卸连接的方式固定，在此不做限定。
在一些示例中，为了使挡块013完成与微流控单元100相抵，挡块013在微流控单元100的厚度方向上的长度，可以大于微流控单元100的厚度。
在一些示例中，参见图13，本公开实施例提供的微流控芯片还可以包括平坦支撑层004，各个微流控单元间隔设置，相邻的微流控单元之间可能具有间隙S1，因此，各个微流控单元可以设置在平坦支撑层004上，平坦支撑层004的两面均保持平整，以使各个微流控单元可以处于同一水平高度上，则各个微流控芯片的第一基板2的表面可以处于同一水平高度上，则液滴001能够在同一水平高度上在各个微流控单元之间移动，提高了微流控芯片的可靠性。
在一些示例中，参见图13，本公开实施例提供的微流控芯片还可以包括至少一个粘接结构02，一个粘接结构03可以设置在相邻的两个微流控单元(例如图13中100a和100b)的过渡区，且粘接结构03可以设置在第一基板2上，以固定相邻的微流控单元，保证二者不移动。若第一基板2上具有第一介质层3和第一疏液层4，则粘接结构03可以设置在第一疏液层4背离第一基板2一侧。为了保证液滴001与其接触面的疏液性，粘接结构02背离第一基板2的表面可以采用疏液材料，例如CYTOP等，当然也可以为其他材料，在此不做限定。并且，为了避免粘接结构02过厚影响液滴001的移动，粘接结构02可以尽可能地薄，具体地，粘接结构02的厚度可以小于0.1毫米，在此不做限定。
综上所述，多个微流控单元中的每个微流控单元根据第一子电极11的排布可以具有不同功能，则不同的微流控单元相组合，能够进行不同的生物检测。以图1所示的微流控芯片和图2所示的微流控芯片为例进行说明。
方式1、
如图1所示，该微流控芯片能够将两种类型的液滴相混合后分为两份样液取出。
具体地，选取两个具有生成液滴的功能的微流控单元的微流控单元100a、两个具有操控液滴转向功能的微流控单元100b、一个具有混合不同种类的液滴的功能的微流控单元100c、一个具有移动液滴的功能的微流控单元100d、一个具有将液滴分裂为子液滴功能的微流控单元100e、一个具有对液滴进行取样的功能的微流控单元100f，形成2×4阵列的微流控芯片，第一行微流控单元从左到右依次是100a-100b-100c-100d；第二行微流控单元从左到右依次是100a-100b-100e-100f。生物反应流程如下：
S1、第一种液滴的试剂与第二种液滴试剂经由两个用于生成液滴的微流控单元100a分别入液，并生成两种液滴。
S2、第一种液滴经过第一行用于转向的微流控单元100b，进入用于混合的微流控单元100c，第二种液滴经过第二行转向的微流控单元100b转入第一行的微流控单元100b，再流入用于混合的微流控单元100c。两种液滴在微流控单元100c中经多次转圈后实现混匀。
S3、混匀后的液滴经过返回第一行的微流控单元100b，再转向至第二行的微流控单元100b，再进入用于分裂的微流控单元100e，液滴均匀分裂为两个子液滴。
S4、两个子液滴一词经过用于取样的微流控单元100f后，分别取出，完成反应流程。
方式二、
如图2所示，该微流控芯片能够将两种类型的液滴相混合，再进行加热后取出。
具体地，选取两个具有生成液滴的功能的微流控单元的微流控单元100a、两个具有操控液滴转向功能的微流控单元100b、一个具有混合不同种类的液滴的功能的微流控单元100c、一个具有对液滴的温度进行调控的功能的微流控单元100g、一个具有对液滴进行取样的功能的微流控单元100f和三个空白单元100i，形成2×5阵列的微流控芯片，其中，三个空白单元100i是为了使微流控单元100组合为规则的阵列，也可以去除。第一行微流控单元从左到右依次是100a-100b-100c-100g-100f；第二行微流控单元从左到右依次是100a-100b-100i-100i-100i。生物反应流程如下：
S1、第一种液滴的试剂与第二种液滴试剂经由两个用于生成液滴的微流控单元100a分别入液，并生成两种液滴。
S2、第一种液滴经过第一行用于转向的微流控单元100b，进入用于混合的微流控单元100c，第二种液滴经过第二行转向的微流控单元100b转入第一行的微流控单元100b，再流入用于混合的微流控单元100c。两种液滴在微流控单元100c中经多次转圈后实现混匀。
S3、将混匀后的液滴移动至用于调温的微流控单元100g，液滴沿第一子电极11转圈达到所需反应时长。
S4、反应完成后的液滴经过用于取样的微流控单元100f后取出，完成反应流程。
当然，上述仅为本公开实施例提供的微流控芯片的两种示例性组合，根据不同的反应需要，还可以将不同的微流控单元进行不同的组合，以适应多种反应，在此不做限定。
参见图14,在一些示例中，本公开实施例提供的微流控芯片还可以包括控制单元M1，控制单元M1连接每一个微流控单元中的每一第一子电极11和第二子电极12，以对每个第一子电极11和第二子电极12进行驱动。控制单元M1包括可编程电源和可编程逻辑控制器，可以分别对每个第一子电极11和第二子电极12的电压进行控制。
对于大部分生物化学反应而言，反应温度对于反应结果至关重要，需要对微流控芯片内反应过程的温度进行检测及控制。因此，参见图14，本公开实施例提供的微流控芯片还包括测温单元M2，测温单元M2连接至少部分微流控单元，且连接该部分微流控单元的每个微流控单元中的至少两个相邻的第一子电极11，例如，若微流控单元为用于调温的微流控单元100g，则测温单元M2可以连接微流控单元100g，测温单元M2用于检测流经与测温单元M2相连的第一子电极11上的液滴的温度。
参见图14，以微流控芯片的微流控单元包括两个基板为例，当液滴001位于相邻的第一子电极11c和第一子电极11d上，第一子电极11c和第一子电极11d可以作为下极板，参考电极6可以作为上极板，下极板和上极板之间形成电容C(T)，下极板和上极板之间的各个层结构以及液滴001可以作为电容介质，形成不同的电容，且各个电容呈串联电容结构。下式中C1为第一介质层3/第二介质层7作为电容介质形成的电容、C2为第一疏液层4/第二疏液层8作为电容介质形成的电容，C13(T)为液滴001作为电容介质形成的电容，C3为液滴间的硅油作为电容介质形成的电容，但由于液滴001的厚度远远大于微流控单元中的其他层结构(第一介质层3、第二介质层7、第一疏液层4、第二疏液层8等)，C13(T)的电容量通常是其他介质的电容量的数十至数百倍，因此，总电容量C(T)约等于液滴的电容量C13(T)，即参见下式：
Figure BDA0002909570090000211
参见图15，液滴001的相对介电常数可随温度变化，以液滴001为水为例，水的相对介电常数随温度变化的灵敏度为0.3066/℃，因此，可通过检测C(T)的电容量以表征温度变化情况，即
Figure BDA0002909570090000212
其中，ε0为真空介电常数，εr(T)为随温度变化的液滴001相对介电常数，A为第一子电极11c的面积(第一子电极11d与第一子电极11c面积相同，因此结果即可)，d为液滴001的厚度。
此外，通过检测C(T)的电容量还可以监测液滴001的移动位置，当第一子电极11c、第一子电极11d和参考电极6之间无液滴001时，式(2)中的εr(T)为液滴001周围的介质的相对介电常数，液滴周围的介质可以包括空气、硅油等，其中空气的相对介电常数为1，硅油的相对介电常数为2.6，此时能够测得的空置的电容量与具有液滴时的C(T)电容(以下称为检测电容)的电容量存在数十倍的差异，由此可判断第一子电极11c、第一子电极11d上是否有液滴001。
在一写示例中，测温单元M2可以包括多种结构，例如，如图16所示，测温单元M2可以包括运算放大器M21、信号处理电路M22和反馈电容C＇。运算放大器M21具有第一输入口(-)、第二输入口(+)和输出口，运算放大器M21的第一输入口连接每个与测温单元M2连接的第一子电极11(例如图14中的11b和11c)。反馈电容C＇连接在运算放大器M21的第一输入口与输出口之间，信号处理电路M22连接运算放大器M21的输出口，运算放大器M21的第二输入口接地，其中，信号处理电路M22能够进一步放大信号，且经模数转换得到数字传感信号。反馈电容C＇为参照电容，反馈电容C＇的电容介质不随温度改变，且反馈电容C＇的电容大小应与第一子电极11c、第一子电极11d和参考电极6之间不含液滴001时的电容量相同。其中第一输入口为正相端，第二输入口为反相端，从而构成作为测温单元M2的等比例放大电路，该电路的输入输出关系为：
Figure BDA0002909570090000221
当温度变化ΔT，则输出电压变化量为
Figure BDA0002909570090000222
温度每变化1℃，液滴001相对介电常数变化0.3066，而反馈电容C＇的介质(例如液滴周围介质)的相对介电常数不随温度变化，从而可以得到对于空气介质(εr＇＝1)，输出电压变化量为30.66％Vin；假设反馈电容C＇的电容介质为硅油，则硅油介质εr＇＝2.6，输出电压变化量为11.79％Vin，从而该测温单元2具有的等比例放大电路能够降低检测难度，提升温度检测的灵敏度。
在一些示例中，由于反馈电容C＇为参照电容，反馈电容C＇的电容介质不随温度改变，且反馈电容C＇的电容大小应与第一子电极11c、第一子电极11d和参考电极6之间不含液滴001时的电容量相同，因此，可以直接采用两个相邻的第一子电极11作为反馈电容C＇的下极板。具体地，参见图17，第一子电极11a-11f依次排列，若第一子电极11b和第一子电极11c连接测温单元M2作为待检测的电容C(T),则测温单元M2还连接第一子电极11d和第一子电极11f，第一子电极11d和第一子电极11f作为下极板，参考电极6作为上极板形成反馈电容C＇，当液滴001移动至第一子电极11b和第一子电极11c所在位置，则第一子电极11d和第一子电极11f所在位置不具有液滴，第一子电极11d和第一子电极11f与参考电极6之间形成的电容即可作为反馈电容C＇。具体地，第一子电极11d和第一子电极11f中的一者可以连接运算放大器M21的第一输入口，另一者可以连接运算放大器M21的输出口。
在一些示例中，为了保证检测的准确性，选取形成反馈电容C＇和形成检测电容C(T)的第一子电极11之间可以相隔至少一个电极，从而能够防止液滴001同时覆盖在形成反馈电容C＇和形成检测电容C(T)的第一子电极1上，造成信号串扰。
在一些示例中，参见图19、图20，为了保证测量的准确性，要测量的液滴001至少应当覆盖连接了测温单元M2的两个第一子电极11c和第一子电极11d，因此可以对连接测温单元M2的第一子电极11的尺寸进行调整，即，如图19所示，连接测温单元M2的第一子电极11的尺寸，可以与没有连接测温单元M2的第一子电极11的尺寸相同，则每个第一子电极11都能够对液滴001提供足够的驱动力；或者，如图20所示，连接测温单元M2的第一子电极11的尺寸，可以与没有连接测温单元M2的第一子电极11的尺寸不同，例如连接测温单元M2的第一子电极11的尺寸，可以小于没有连接测温单元M2的第一子电极11的尺寸，从而能够保证液滴001能够同时覆盖两个用于测温的第一子电极11。具体的，可以根据需要驱动的液滴001的尺寸，和所需的检测灵敏度进行设置，在此不做限定。
在一些示例中，如图18所示，微流控芯片还可以包括调温单元003，测温单元M2和调温单元003均连接控制单元M1，控制单元M1连接微流控芯片的每个第一子电极11和第二子电极12，向第一子电极11和第二子电极12提供驱动电压。控制单元M1还可以根据测温单元M2实时测量的温度，对比预设的温度值生成调温信号，控制调温单元003调节液滴001的温度，以实现对液滴001的实时温控。
在一些示例中，如图18所示，调温单元003可以包括各种类型的结构，例如电阻丝、热电调温片(例如帕尔贴热电半导体器件)等，以下以调温单元003为热电调温片为例进行说明，调温单元003设置在与测温单元M2连接的这部分微流控单元的第一基板2背离第一子电极11一侧。
可选地，参见图21，为了对液滴001进行温度调节，为热电调温片的调温单元003在第一基板2上的正投影，至少覆盖与测温单元M2连接的这部分微流控单元的各个第一子电极11在第一基板2上的正投影，例如图21中，第一子电极11c和第一子电极11d连接测温单元M2，从而能够在液滴001流经与测温单元M2连接的第一子电极11上时，测温单元M2实时对液滴001的温度进行检测，控制单元M1根据检测到的温度向调温单元003输出调温信号，调温单元003(例如热电调温片)根据调温信号进行加热或制冷，以实时调节液滴001的温度。调温单元003的覆盖面积越大，加热区域的温度越均匀，但覆盖面积过大可能对非加热区域的温度产生影响，因此可以根据需要设置，在此不做限定。
可选地，参见图21，为热电调温片的调温单元003可以为中心对称图形，则调温单元003在第一基板2上的正投影的对称中心(图21中两条虚线交叉处)，位于要测量的液滴001的中心，即液滴001下的两个第一子电极11之间的中点，从而能够保证加热区域的温度均匀性。
参见图22，与上述测温单元2的电路同理，本公开实施例提供的微流控芯片中，还可以单独设置电极形成反馈电容C＇，即与测温单元M2连接的微流控单元还可以包括两个反馈电极，如图22中的第一反馈电极13a和第二反馈电极13b，第一反馈电极13a和第二反馈电极13b设置在微流控单元的第一基板2上，与第一子电极11同层设置，即第一反馈电极13a和第二反馈电极13b设置在第一电极层1中。多个第一子电极(图中11a-11f)沿第一方向F1排列，第一子电极11c和第一子电极11d连接测温单元M2，第一反馈电极13a和第二反馈电极13b设置在第一子电极的排布方向(即第一方向F1)的两个对侧的任一侧，图22中以第一反馈电极13a和第二反馈电极13b设置在第一子电极的排布方向的下侧为例进行说明。第一反馈电极13a和第二反馈电极13b作为反馈电容C＇的下极板，参考电极6覆盖第一反馈电极13a和第二反馈电极13b，参考电极6作为反馈电容C＇的上极板，形成反馈电容C＇，如图16所示，第一反馈电极13a和第二反馈电极13b中的一者连接测温单元2的运算放大器M21的第一输入口(-)，另一者连接运算放大器M21的输出口，且第一反馈电极13a和第二反馈电极13b不用连接控制单元M1，从而减少了第一子电极处的布线。
进一步地，参见图22，为了保证检测的准确性，本公开实施例提供的微流控芯片中，与测温单元M2连接的微流控单元可以第一反馈电极13a和第二反馈电极13b，还可以包括空置电极14，空置电极14设置在反馈电极(即第一反馈电极13a和第二反馈电极13b)和第一子电极(例如11c和11d)之间，从而隔离反馈电极和第一子电极之间的信号，进而能够防止液滴001同时覆盖在形成反馈电容C＇的反馈电极，和形成检测电容C(T)的第一子电极上，造成信号串扰。
在一些示例中，参见图22，为了保证检测的准确性，为热电调温片的调温单元003可以为中心对称图形，则空置电极14在第一基板2上的正投影，位于调温单元003在第一基板2上的正投影的对称中心(图22中两条虚线交叉处)上，空置电极14沿第一子电极11的排列方向F1延伸，而第一反馈电极13a和第二反馈电极13b，与第一子电极11沿空置电极41的长度方向对称分布，从而热电调温片本身分布在第一子电极11和第一反馈电极13a和第二反馈电极13b的温度一致，第一反馈电极13a和第二反馈电极13b和第一子电极11具有相同的温度环境，进而能够保证检测的准确性。
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 (18)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括多个微流控单元，多个微流控单元能够拼接形成所述微流控芯片；每个所述微流控单元包括工作区，和位于所述工作区至少一侧的过渡区，任意两个相邻的所述微流控单元的过渡区彼此紧邻且相对设置；每个所述微流控单元包括：
第一基板；
第一电极层，设置在所述第一基板上；所述第一电极层对应所述工作区的位置包括多个第一子电极；所述第一电极层对应所述过渡区的位置包括至少一个第二子电极。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，一个所述第二子电极在所述第一基板上的正投影的面积，小于一个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影的面积。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，一个所述第二子电极在所述第一基板上的正投影的面积与一个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影的面积的比值为1:9-1:2。
4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，每个所述微流控单元还包括：
第二基板，与所述第一基板相对设置；
参考电极，设置在所述第二基板靠近所述第一基板一侧，所述参考电极在所述第一基板上的正投影，覆盖多个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影，且与所述第二子电极在所述第一基板上的正投影至少部分重叠。
5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述参考电极包括多个子参考电极，一个所述子参考电极对应一个所述第一子电极，且一个所述子参考电极对应一个所述第二子电极。
6.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，每个所述微流控单元的所述第二基板在所述第一基板上的正投影在所述过渡区的边缘，位于该过渡区中、最靠近相邻的所述微流控单元的所述第二子电极在所述第一基板上的正投影内。
7.根据权利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，每个所述微流控单元的所述第二基板在所述第一基板上的正投影在所述过渡区的边缘，与该过渡区中、最靠近相邻的所述微流控单元的所述第二子电极在垂直于所述第一基板的长度方向上的中线相重合。
8.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，每个所述微流控单元还包括：键合层，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，且设置在所述第二基板的边缘区域；
所述键合层靠近相邻的所述微流控单元的侧边具有第一开口，且任意两个相邻的所述微流控单元的第一开口相对设置。
9.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括固定组件，用于固定多个微流控单元以形成微流控芯片。
10.根据权利要求9所述的微流控芯片，其特征在于，所述固定组件包括：外框、多个挡块、多个弹簧；
所述外框将多个所述微流控单元围在其中；
多个所述弹簧中的每个的一端连接所述外框靠近多个所述微流控单元的侧壁上，另一端连接一个所述挡块，且所述弹簧的长度，不大于所述微流控芯片的边缘到与该边缘对应的所述侧壁的距离；
一个所述挡块对应与一个所述微流控单元，在弹簧回复力的作用下，所述挡块和与之对应的所述微流控单元相抵，以使该微流控单元和与之相邻的微流控单元相固定。
11.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括：平坦支撑层，各个所述微流控单元间隔设置，且各个所述微流控单元设置在所述平坦支撑层上。
12.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括：至少一个粘接结构，所述粘接结构设置在相邻的两个所述微流控单元的过渡区，且设置在所述第一基板上。
13.根据权利要求1-12任一所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括：测温单元，所述测温单元连接至少部分所述微流控单元，且连接该部分微流控单元的每个的至少两个相邻的所述第一子电极，所述测温单元用于检测位于与之相连的所述第一子电极上的液滴的温度。
14.根据权利要求13所述的微流控芯片，其特征在于，所述测温单元包括运算放大器、信号处理电路和反馈电容；
所述运算放大器具有第一输入口、第二输入口和输出口，所述第一输入口连接每个与所述测温单元连接的所述第一子电极；所述反馈电容连接在所述第一输入口与所述输出口之间；所述信号处理电路连接所述输出口。
15.根据权利要求14所述的微流控芯片，其特征在于，与所述测温单元连接的所述微流控单元还包括：两个反馈电极，设置在所述微流控单元的第一基板上，且设置在多个第一子电极的排布方向的两对侧的任一侧；两个所述反馈电极形成的电容作为反馈电容，两个所述反馈电极分别连接所述第一输入口和所述输出口。
16.根据权利要求15所述的微流控芯片，其特征在于，与所述测温单元连接的所述微流控单元还包括空置电极，设置在所述反馈电极和所述第一子电极之间，用于隔离二者之间的信号。
17.根据权利要求13一所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片还包括：调温单元和控制单元，所述测温单元和所述调温单元均连接控制单元；所述控制单元根据所述测温单元测量的温度，控制所述调温单元调节所述液滴的温度。
18.根据权利要求17所述的微流控芯片，其特征在于，所述调温单元包括热电调温片，其设置在与所述测温单元连接的所述微流控单元的第一基板背离所述第一子电极一侧；其中，
所述热电调温片在所述第一基板上的正投影，覆盖与所述测温单元连接的所述微流控单元的各个所述第一子电极在所述第一基板上的正投影。
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