CN205074021U - 一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片 - Google Patents
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Abstract
一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片，它涉及微流控芯片。本实用新型解决现有微纳米尺度颗粒的旋转操控，转动强烈依赖于颗粒与溶液之间的极化关系，因此对于颗粒的电学属性要求较高，如果某一颗粒与溶液的电学极化属性接近，则无法实现其有效旋转的问题。芯片：ITO玻璃基底的中心设有正方形悬浮电极，在正方形悬浮电极的四周分别设置四个激发电极，PDMS盖片表面设有粒子流道，粒子流道的中心设有圆形反应腔，粒子流道一端设有圆形入口通孔，另一端设有圆形出口通孔；ITO玻璃基底设有电极的一侧和PDMS盖片设有流道的一侧相对密封。本实用新型用于捕捉和旋转微尺度颗粒。
Description
技术领域
本实用新型涉及微流控芯片。
背景技术
微流控系统是近年来随着微加工技术的快速发展而迅速崛起的一项涉及机械、力学、生物及化学等多学科交叉的新技术，它以微纳米尺度的沟槽结构为依托，用以实现对微纳米尺度流体及流体中的颗粒对象实施操控的目标。一般而言，微流控系统的基础任务主要用于完成微纳尺度流体的驱动及微纳尺度颗粒的操纵。
微纳米尺度颗粒的旋转操控，可广泛应用颗粒尺寸特征的描述、表面性质的检测等，对明确单细胞的表面电导电容等电学性质具有重要意义。传统微纳米颗粒的电动旋转操作分别为施加有空间相位差为90度的电压信号，进而在操作空间内产生顺时针方向的旋转电场。如果此时，操作电极的中心区域有一个微纳米尺度颗粒，则由于颗粒与溶液之间的极化程度差异，颗粒会产生与旋转电场同向或者反向的转动。这一转动强烈依赖于颗粒与溶液之间的极化关系，因此对于颗粒的电学属性要求较高。如果某一颗粒与溶液的电学极化属性接近，则无法实现其有效旋转。
实用新型内容
本实用新型是要解决现有微纳米尺度颗粒的旋转操控，转动强烈依赖于颗粒与溶液之间的极化关系，因此对于颗粒的电学属性要求较高，如果某一颗粒与溶液的电学极化属性接近，则无法实现其有效旋转的问题，而提供了一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片。
一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片，用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片由PDMS盖片和ITO玻璃基底组成；
所述的ITO玻璃基底的中心位置设有一个正方形悬浮电极，在正方形悬浮电极的后面设置激发电极a，在正方形悬浮电极的左面设置激发电极b，在正方形悬浮电极的前面设置激发电极c，在正方形悬浮电极的右面设置激发电极d；
所述的正方形悬浮电极、激发电极a、激发电极b、激发电极c及激发电极d由ITO玻璃基底表面的ITO导电膜腐蚀后留存得到；所述的正方形悬浮电极、激发电极a、激发电极b、激发电极c及激发电极d的厚度均为200nm；
所述的正方形悬浮电极的边长为200μm～300μm；所述的激发电极a与激发电极c之间的间距大于正方形悬浮电极边长的两倍；所述的激发电极b与激发电极d之间的间距大于正方形悬浮电极边长的两倍；
所述的PDMS盖片的下表面设有粒子流道，粒子流道的中心位置设有圆形反应腔，粒子流道的一端设有贯穿PDMS盖片的圆形入口通孔，粒子流道的另一端设有贯穿PDMS盖片的圆形出口通孔；所述的PDMS盖片的厚度为5mm～7mm；
所述的圆形反应腔深0.8mm～1mm；所述的粒子流道深0.8mm～1mm；
ITO玻璃基底设有电极的一侧和PDMS盖片下表面相对密封，且正方形悬浮电极置于圆形反应腔的中心位置，圆形反应腔直径范围把激发电极a、激发电极b、激发电极c及激发电极d的内端部包容在内。
本实用新型的优点：本实用新型发现利用诱导电荷电渗产生的流体流动能够旋转操作微纳米尺度颗粒的新现象，开发一种不依赖于颗粒电学属性的新型颗粒旋转方法。利用该简洁的结构同时利用诱导电荷电渗的流体流动，驱动颗粒转动。适用于各种电学属性颗粒的快速旋转方法，它依靠流体的驱动作用，使得颗粒快速转动，不再取决于颗粒的电学属性，因此具有更好的普适性。
本实用新型一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片的结构中，为避免激发电极附近流体流动的影响，即激发电极间距大于正方形悬浮电极边长的两倍。而当正方形悬浮电极边长为300微米，激发电极间距为2mm时，是该结构实现理想颗粒旋转的一个有效参数配置。
附图说明
图1为本实用新型一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1，本实施方式是一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片，用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片由PDMS盖片10和ITO玻璃基底3组成；
所述的ITO玻璃基底3的中心位置设有一个正方形悬浮电极1，在正方形悬浮电极1的后面设置激发电极a2，在正方形悬浮电极1的左面设置激发电极b7，在正方形悬浮电极1的前面设置激发电极c8，在正方形悬浮电极1的右面设置激发电极d4；
所述的正方形悬浮电极1、激发电极a2、激发电极b7、激发电极c8及激发电极d4由ITO玻璃基底3表面的ITO导电膜腐蚀后留存得到；所述的正方形悬浮电极1、激发电极a2、激发电极b7、激发电极c8及激发电极d4的厚度均为200nm；
所述的正方形悬浮电极1的边长为200μm～300μm；所述的激发电极a2与激发电极c8之间的间距大于正方形悬浮电极1边长的两倍；所述的激发电极b7与激发电极d4之间的间距大于正方形悬浮电极1边长的两倍；
所述的PDMS盖片10的下表面设有粒子流道11，粒子流道11的中心位置设有圆形反应腔9，粒子流道11的一端设有贯穿PDMS盖片10的圆形入口通孔6，粒子流道11的另一端设有贯穿PDMS盖片10的圆形出口通孔5；所述的PDMS盖片10的厚度为5mm～7mm；
所述的圆形反应腔9深0.8mm～1mm；所述的粒子流道11深0.8mm～1mm；
ITO玻璃基底3设有电极的一侧和PDMS盖片10下表面相对密封，且正方形悬浮电极1置于圆形反应腔9的中心位置，圆形反应腔9直径范围把激发电极a2、激发电极b7、激发电极c8及激发电极d4的内端部包容在内。
本具体实施方式的优点：本实施方式发现利用诱导电荷电渗产生的流体流动能够旋转操作微纳米尺度颗粒的新现象，开发一种不依赖于颗粒电学属性的新型颗粒旋转方法。利用该简洁的结构同时利用诱导电荷电渗的流体流动，驱动颗粒转动。适用于各种电学属性颗粒的快速旋转方法，它依靠流体的驱动作用，使得颗粒快速转动，不再取决于颗粒的电学属性，因此具有更好的普适性。
本实施方式一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片的结构中，为避免激发电极附近流体流动的影响，即激发电极间距大于正方形悬浮电极边长的两倍。而当正方形悬浮电极边长为300微米，激发电极间距为2mm时，是该结构实现理想颗粒旋转的一个有效参数配置。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于：所述的正方形悬浮电极1的边长为300μm；所述的激发电极a2与激发电极c8之间的间距为2mm；所述的激发电极b7与激发电极d4之间的间距为2mm。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一的不同点在于：所述的圆形入口通孔6的直径为4mm～5mm；所述的圆形出口通孔5的直径为4mm～5mm；所述的圆形反应腔9的直径为5mm～10mm。其它与具体实施方式一或二相同。
Claims (3)
1.一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片，其特征在于用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片由PDMS盖片(10)和ITO玻璃基底(3)组成；
所述的ITO玻璃基底(3)的中心位置设有一个正方形悬浮电极(1)，在正方形悬浮电极(1)的后面设置激发电极a(2)，在正方形悬浮电极(1)的左面设置激发电极b(7)，在正方形悬浮电极(1)的前面设置激发电极c(8)，在正方形悬浮电极(1)的右面设置激发电极d(4)；
所述的正方形悬浮电极(1)、激发电极a(2)、激发电极b(7)、激发电极c(8)及激发电极d(4)由ITO玻璃基底(3)表面的ITO导电膜腐蚀后留存得到；所述的正方形悬浮电极(1)、激发电极a(2)、激发电极b(7)、激发电极c(8)及激发电极d(4)的厚度均为200nm；
所述的正方形悬浮电极(1)的边长为200μm～300μm；所述的激发电极a(2)与激发电极c(8)之间的间距大于正方形悬浮电极(1)边长的两倍；所述的激发电极b(7)与激发电极d(4)之间的间距大于正方形悬浮电极(1)边长的两倍；
所述的PDMS盖片(10)的下表面设有粒子流道(11)，粒子流道(11)的中心位置设有圆形反应腔(9)，粒子流道(11)的一端设有贯穿PDMS盖片(10)的圆形入口通孔(6)，粒子流道(11)的另一端设有贯穿PDMS盖片(10)的圆形出口通孔(5)；所述的PDMS盖片(10)的厚度为5mm～7mm；
所述的圆形反应腔(9)深0.8mm～1mm；所述的粒子流道(11)深0.8mm～1mm；
ITO玻璃基底(3)设有电极的一侧和PDMS盖片(10)下表面相对密封，且正方形悬浮电极(1)置于圆形反应腔(9)的中心位置，圆形反应腔(9)直径范围把激发电极a(2)、激发电极b(7)、激发电极c(8)及激发电极d(4)的内端部包容在内。
2.根据权利要求1所述的一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片，其特征在于所述的正方形悬浮电极(1)的边长为300μm；所述的激发电极a(2)与激发电极c(8)之间的间距为2mm；所述的激发电极b(7)与激发电极d(4)之间的间距为2mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于捕捉和旋转微尺度颗粒的微流控芯片，其特征在于所述的圆形入口通孔(6)的直径为4mm～5mm；所述的圆形出口通孔(5)的直径为4mm～5mm；所述的圆形反应腔(9)的直径为5mm～10mm。
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| CN106824318A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于诱导电荷电渗和介电泳的微尺度颗粒分离芯片及其制备方法与应用 |
| CN109289953A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-01 | 哈尔滨工业大学 | 微尺度颗粒分离芯片及利用该芯片分离微尺度颗粒的方法 |
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2015
- 2015-10-21 CN CN201520821120.8U patent/CN205074021U/zh not_active Expired - Fee Related
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