[发明专利]一种数字微流控芯片

说明书

本发明涉及微流控技术领域，公开了一种数字微流控芯片，包括芯片基板和像素电极层，所述像素电极层设置有若干同心圆，每两相邻同心圆组成的圆环中设置若干第一像素电极，所述第一像素电极的面积随着圆环到圆心的距离增大而增大，在所述芯片基板上与每个所述第一像素电极的对应区域内均设置一驱动电路，所述驱动电路分别与对应所述第一像素电极连接。本发明使得液滴在靠近圆心的方向上的移动，促使液滴的分选移动目的性更强，无需通过移动芯片基板来配合显微镜视野，提高了实验的效率。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种数字微流控芯片。

背景技术

数字微流控(Digital microfluidics,DMF)是一种强大的新兴技术，它利用微升至纳升范围内的液滴精准操作来实现复杂的实验室分析。通过在一系列步骤中以一系列层次组合并重复多次操作，得以实现复杂的实验程序。数字微流控的基本机制类似于更传统的方法，但是所涉及的液体体积要小得多，其流程也高度自动化，也称之为芯片实验室技术，在生命科学研究领域拥有众多优势，包括其在便携性方面的高潜力，以及(稀有或昂贵)试剂或样品消耗量的显著减少。

现有的数字微流控芯片中的像素电极都是横平竖直的行列垂直交叉设计，最终组成一个矩形的像素电极阵列区，矩形像素电极阵列区内的所有像素电极的大小是相同的，液滴在矩形范围内的移动方向性不明确，配合显微镜观察时，视野目的性不强，经常需要配合显微镜视野来移动芯片平台，容易造成芯片上的生物样本因晃动而被破坏，影响实验结果。另外矩形的像素阵列区，位于四条边及角落位置的像素也几乎不被使用到，在设计和使用上是一种浪费。

综上，现有的数字微流控芯中的像素电极按照矩形陈列方式等同大小设置导致实验过程中液滴的移动方向性不明确，需要配合显微镜视野来移动芯片平台，容易造成芯片上的生物样本因晃动而被破坏，影响实验结果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种数字微流控芯片，其能解决现有的数字微流控芯中的像素电极按照矩形陈列方式等同大小设置导致实验过程中液滴的移动方向性不明确，需要配合显微镜视野来移动芯片平台，容易造成芯片上的生物样本因晃动而被破坏，影响实验结果的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种数字微流控芯片，包括芯片基板和像素电极层，所述像素电极层设置有若干同心圆，每两相邻同心圆组成的圆环中设置若干第一像素电极，所述第一像素电极的面积随着圆环到圆心的距离增大而增大，在所述芯片基板上与每个所述第一像素电极的对应区域内均设置一驱动电路，所述驱动电路分别与对应所述第一像素电极连接。

进一步地，所述驱动电路包括晶体管和电容，所述晶体管与所述电容连接。

进一步地，所述芯片基板上还设置有若干第一控制引脚、若干第一控制信号线、若干第二控制引脚、若干第二控制信号线，所述第一控制引脚与所述第一控制信号线连接，所述第二控制引脚与所述第二控制信号线连接，将处于同一圆环内所有驱动电路的晶体管源极通过所述第一控制信号线串联在一起，将分布在同一垂直圆环方向上所有驱动电路的晶体管栅极通过第二控制信号线串联。

进一步地，所述芯片基板上还设置若干第三控制信号线和若干第三控制引脚，将处于同一圆环内所有驱动电路的电容通过所述第三控制信号线串联在一起，所述第三控制引脚与所述第三控制信号线连接。

进一步地，所述第一控制信号线与所述第三控制信号线平行。

进一步地，所述像素电极层的圆心处设置有第二像素电极，所述第二像素电极与外部控制系统连接。

进一步地，所述圆环中的所述第一像素电极的个数随着圆环到圆心的距离增大而增大。

进一步地，每个圆环内均等设置若干面积相同的第一像素电极。