[发明专利]数字微流控装置及其驱动方法

说明书

本公开示例性实施例提供了一种数字微流控装置及其驱动方法。所述数字微流控装置包括数字微流控芯片、热控制装置和弹性支撑装置；所述数字微流控芯片设置有液滴通道，所述液滴通道被配置为供液滴在其间移动；所述热控制装置设置在所述数字微流控芯片的一侧，被配置为在所述液滴通道内生成至少两个独立且互不干涉的热区，并控制所述热区的温度；所述弹性支撑装置设置在所述热控制装置远离所述数字微流控芯片的一侧，所述弹性支撑装置被配置为驱动所述热控制装置贴设在所述数字微流控芯片的表面上。本公开通过在数字微流控芯片上形成多个独立且互不干涉的热区，液滴在多个热区间循环往复移动即可实现液滴的快速变温。

技术领域

本公开涉及但不限于化学发光检测技术领域，具体涉及一种数字微流控装置及其驱动方法。

背景技术

随着微机电系统技术的发展，数字微流控(MicroFluidics)技术已经在微液滴的驱动和控制等方面有所突破，依靠其自身优势在生物、化学和医药等领域得到了广泛的应用。数字微流控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。由于其具有微型化、集成化等特征，采用微流控技术的装置通常被称为数字微流控芯片，是片上实验室(Laboratory on aChip,简称LOC)系统的重要组成部分，各种细胞等样品可以在数字微流控芯片中培养、移动、检测和分析，各种细胞等样品可以在微流控芯片中培养、移动、检测和分析，具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。

近年来，数字微流控芯片以其样品用量少、灵敏度高等特点逐步应用于聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，简称PCR)。经本申请发明人研究发现，现有应用于PCR反应的数字微流控装置存在变温速率慢、变温超调量大、结构复杂和体积较大等问题。

公开内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本公开示例性实施例所要解决的技术问题是，提供一种数字微流控装置及其驱动方法，以解决现有现有结构存在变温速率慢和变温超调量大等问题。

为了解决上述技术问题，本公开示例性实施例提供了一种数字微流控装置，其特征在于，包括数字微流控芯片、热控制装置和弹性支撑装置；所述数字微流控芯片设置有液滴通道，所述液滴通道被配置为供液滴在其间移动；所述热控制装置设置在所述数字微流控芯片的一侧，被配置为在所述液滴通道内生成至少两个独立且互不干涉的热区，并控制所述热区的温度；所述弹性支撑装置设置在所述热控制装置远离所述数字微流控芯片的一侧，所述弹性支撑装置被配置为驱动所述热控制装置贴设在所述数字微流控芯片的表面上。

在示例性实施方式中，所述热控制装置包括支撑体和至少两个热控制体；所述支撑体朝向所述数字微流控芯片的一侧设置有至少两个凹槽，所述至少两个热控制体分别设置在所述至少两个凹槽内，相邻热控制体之间的最小距离为0.1mm至4mm。

在示例性实施方式中，在平行于数字微流控芯片的平面内，所述热控制体的形状为如下任意一种或多种：正方形、矩形、圆形和椭圆形；所述热控制体的特征长度大于3倍的液滴直径。

在示例性实施方式中，所述热控制体包括叠设的热源体和传热体，所述热源体设置在所述凹槽内，被配置为提供热源，所述传热体设置在所述热源体靠近所述数字微流控芯片的一侧，被配置为传导所述热源体的热量；所述热源体和传热体的厚度之和大于所述凹槽的深度。

在示例性实施方式中，所述热源体和传热体的厚度之和与所述凹槽的深度之差为0.5mm至2mm。

在示例性实施方式中，所述数字微流控装置还包括温度传感器；所述支撑体的一侧设置有至少一个第一通孔，所述第一通孔贯通所述凹槽的侧壁；所述传热体的一侧设置有至少一个传感器孔，所述传感器孔与所述第一通孔连通，所述温度传感器插设在所述传感器孔内。