微流控装置及应用方法与流程

文档序号:33645401发布日期:2023-03-29 03:35阅读:140来源:国知局
微流控装置及应用方法与流程

1.本发明涉及微流控技术领域,更具体地,涉及一种微流控装置及应用方法。


背景技术:

2.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,能够精确操控液滴移动,实现液滴的融合、分离等操作,完成各种生物化学反应,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。近年来,微流控芯片凭借其体积小、功耗低、成本低,所需样品及试剂量少,可实现液滴单独、精准操控,检测时间短,灵敏度高,易于和其他器件集成等优势,而被广泛应用于生物、化学、医学等领域。
3.相关技术中,微流控装置包括相对设置的第一基板和第二基板以及位于第一基板和第二基板之间的通道,通常会采用手工操作的方式将第一基板和第二基板利用双面胶或者垫圈和胶水进行成盒,制作工艺繁琐,对位精度差。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明提供了一种微流控装置及应用方法,以解决相关技术中存在的技术问题。
5.第一方面,本发明提供一种微流控装置,包括:沿第一方向相对设置的第一基板和第二基板,以及沿所述第一方向相对设置的第一容纳盒和第二容纳盒,所述第一方向为所述微流控装置的厚度方向;
6.所述第一容纳盒包括第一容置腔和与所述第一容置腔连通的第一开口,所述第一基板固定于所述第一容置腔中;所述第二容纳盒包括第二容置腔和与所述第二容置腔连通的第二开口,所述第二基板固定于所述第二容置腔中;沿所述第一方向,所述第一开口与所述第二开口相对设置,所述第一容纳盒与所述第二容纳盒嵌套,所述第一基板和所述第二基板之间形成第一通道;
7.还包括导液孔,所述导液孔沿所述第一方向贯穿所述第二基板以及所述第二容纳盒,并与所述第一通道连通。
8.第二方面,本发明提供中微流控装置的应用方法,包括:
9.分别制作第一容纳盒、第二容纳盒、第一基板以及第二基板;
10.将第一基板通过第一容纳盒的第一开口嵌套于所述第一容纳盒的第一容置腔中,将第二基板通过所述第二容纳盒的第二开口嵌套于所述第二容纳盒的第二容置腔中;
11.将所述第一开口和所述第二开口相对,并将所述第一容纳盒和所述第二容纳盒嵌套,在所述第一基板和所述第二基板之间形成第一通道;
12.通过导液孔向所述第一通道内注入硅油,并通过所述导液孔向所述第一通道内注入检测液;
13.向所述第一基板和所述第二基板提供电信号,对所述检测液进行检测。
14.与现有技术相比,本发明提供的微流控装置及应用方法,至少实现了如下的有益效果:
15.本技术所提供的微流控装置中,第一基板固定在第一容纳盒中,第二基板固定在第二容纳盒中,第一容纳盒与第二容纳盒通过嵌套的方式组装,使得第一基板和第二基板相对设置并且在第一基板和第二基板之间形成第一通道,如此,无需在第一基板和第二基板之间引入双面胶或者垫圈等结构即可形成第一通道,仅需将第一容纳盒和第二容纳盒嵌套,因此有利于简化微流控装置的生产工艺,提高生产效率。而且,通过将第一容纳盒和第二容纳盒嵌套的方式,有利于提升第一基板与第二基板的对位精度。
16.本技术所提供的微流控装置的应用方法中,仅需将第一基板嵌套于第一容纳盒中,将第二基板嵌套于第二容纳盒中,再将第一容纳盒和第二容纳盒的第一开口和第二开口相对进行嵌套,即可完成组装,操作简单便捷,对位精度高。另外,只需通过导液孔向第一基板和第二基板形成的通过到内注入硅油和检测液,向第一基板和第二基板提供电信号,即可实现对检测液的检测。如此,大大提升了微流控装置的应用便捷性。
17.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。
18.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
19.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。
20.图1所示为相关技术中所提供的微流控装置的一种结构示意图;
21.图2所示为本发明实施例所提供的微流控装置的一种平面示意图;
22.图3所示为图2中微流控装置的一种aa向截面图;
23.图4所示为本发明实施例所提供的微流控装置中第一容纳盒的一种结构示意图;
24.图5所示为本发明实施例所提供的微流控装置中第二容纳盒的一种结构示意图;
25.图6所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图;
26.图7所示为图6中微流控装置的一种bb向截面图;
27.图8所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图;
28.图9所示为图8所提供的微流控装置中第二容纳盒的一种结构示意图;
29.图10所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图;
30.图11所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图;
31.图12所示为图11中微流控装置的一种cc向截面图;
32.图13所示为第一电极与第一导电衬垫的一种连接示意图;
33.图14所示为图11中微流控装置的另一种cc向截面图;
34.图15所示为图11中微流控装置的另一种cc向截面图;
35.图16所示为图11中微流控装置的另一种cc向截面图;
36.图17所示为图16中的第二电极的一种平面示意图;
37.图18所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图;
38.图19所示为图18中微流控装置的一种dd向截面图;
39.图20所示为图18中微流控装置的另一种dd向截面图;
40.图21所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图;
41.图22所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图;
42.图23所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图;
43.图24所示为本发明实施例所提供的微流控装置的应用方法的一种流程图;
44.图25所示为将第一基板嵌套于第一容纳盒中的一种结构示意图;
45.图26所示为将第二基板嵌套于第二容纳盒中的一种结构示意图;
46.图27所示为将第一容纳盒和第二容纳盒相对设置的一种示意图;
47.图28所示为本发明实施例所提供的微流控装置的应用方法的另一种流程图。
具体实施方式
48.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。
49.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。
50.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。
51.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。
52.在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在本发明中能进行各种修改和变化,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而,本发明意在覆盖落入所对应权利要求(要求保护的技术方案)及其等同物范围内的本发明的修改和变化。需要说明的是,本发明实施例所提供的实施方式,在不矛盾的情况下可以相互组合。
53.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。
54.图1所示为相关技术中所提供的微流控装置的一种结构示意图,相关技术中所提供的微流控装置100’包括相对设置的第一基板30’和第二基板40’,第一基板30’和第二基板40’之间通过胶体50’密封,从而在第一基板30’和第二基板40’之间形成容纳硅油和检测液的通道。密封第一基板30’和第二基板40’的过程为手工操作,工艺繁琐,而且效率较低,而且手工操作的方式还会导致第一基板30’和第二基板40’的对位精度难以有效控制。
55.为此,本发明提供一种微流控装置,包括:沿第一方向相对设置的第一基板和第二基板,以及沿第一方向相对设置的第一容纳盒和第二容纳盒,第一方向为微流控装置的厚度方向;第一容纳盒包括第一容置腔和与第一容置腔连通的第一开口,第一基板固定于第一容置腔中;第二容纳盒包括第二容置腔和与第二容置腔连通的第二开口,第二基板固定于第二容置腔中;沿第一方向,第一开口与第二开口相对设置,第一容纳盒与第二容纳盒嵌套,第一基板和第二基板之间形成第一通道;还包括导液孔,导液孔沿第一方向贯穿第二基板以及第二容纳盒,并与第一通道连通。通过第一容纳盒和第二容纳盒嵌套的方式,有利于简化微流控装置的生产工艺,提高生产效率,而且无需手动调整,有利于提升第一基板与第
二基板的对位精度。
56.以上是本发明的核心思想,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下,所获得的所有其它实施例,都属于本发明实施例保护的范围。
57.图2所示为本发明实施例所提供的微流控装置100的一种平面示意图,图3所示为图2中微流控装置100的一种aa向截面图,图4所示为本发明实施例所提供的微流控装置中第一容纳盒10的一种结构示意图,图5所示为本发明实施例所提供的微流控装置中第二容纳盒20的一种结构示意图,请参考图2至图5,本发明实施例提供一种微流控装置100,包括:沿第一方向d1相对设置的第一基板30和第二基板40,以及沿第一方向d1相对设置的第一容纳盒10和第二容纳盒20,第一方向d1为微流控装置100的厚度方向。
58.第一容纳盒10包括第一容置腔11和与第一容置腔11连通的第一开口k1,第一基板30固定于第一容置腔11中;第二容纳盒20包括第二容置腔22和与第二容置腔22连通的第二开口k2,第二基板40固定于第二容置腔22中;沿第一方向d1,第一开口k1与第二开口k2相对设置,第一容纳盒10与第二容纳盒20嵌套,第一基板30和第二基板40之间形成第一通道td。
59.微流控装置100还包括导液孔h,导液孔h沿第一方向d1贯穿第二基板40以及第二容纳盒20,并与第一通道td连通。
60.需要说明的是,图2仅对微流控装置的一种平面结构进行了示意,并不对微流控装置的实际形状进行限定,除图2示出的矩形外,微流控装置还可体现为圆形、圆角矩形等其他可行形状。图3中的膜层结构仅对第一容纳盒10、第二容纳盒20、第一基板30和第二基板40的一种相对位置关系进行了示意,并不对这些结构的实际形状和具体膜层进行限定。
61.继续参考图2至图5,本技术所提供的微流控装置100中,引入了第一容纳盒10和第二容纳盒20,其中,第一基板30固定在第一容纳盒10的第一容置腔11中,第二基板40固定在第二容纳盒20的第二容置腔22中,第一容纳盒10与第二容纳盒20沿第一方向d1相对设置并通过嵌套的方式组装,使得第一基板30和第二基板40相对设置并且在第一基板30和第二基板40之间形成第一通道td,如此,无需在第一基板30和第二基板40之间引入双面胶或者垫圈等结构即可形成第一通道td,仅需将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套,因此有利于简化微流控装置的生产工艺,提高生产效率。而且,通过将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套的方式,无需手动调整,因而有利于提升第一基板30与第二基板40的对位精度。
62.可选地,第一容纳盒10和第二容纳盒20可采具备一定弹性的材料制作而成。可选地,当将第一基板30设置于第一容纳盒10中时,第一基板30是通过嵌套的方式固定于第一容纳盒10中的,例如图3所示实施例中,由于第一容纳盒10的具备一定的弹性,可设置第一基板30沿第三方向d3的宽度s1等于或者略大于第一容纳盒10的第一容置腔11沿第三方向d3的宽度s2,从而利用第一容置腔11的侧壁对第一基板30进行固定,避免第一基板30从第一容置腔11中脱落,其中,第三方向d3可看作是第一容置腔11相对设置的两个侧壁的排列方向。当将第二基板40设置于第二容纳盒20中时,第二基板40是通过嵌套的方式固定于第二容纳盒20中的,例如图3所示实施例中,由于第二容纳盒20具备一定的弹性,可设置第二基板40的横向宽度等于或者略大于第二容纳盒20的第二容置腔22的宽度,从而利用第二容置腔22的侧壁对第二基板40进行固定,避免第二基板40从第二容置腔22中脱落。
63.可选地,请参考图3,本发明实施例所提供的第一基板30包括第一衬底31、设置于
第一衬底31一侧的阵列层32、设置于阵列层32背离第一衬底31一侧的第一电极t1、以及设置于第一电极t1背离第一衬底31一侧的第一疏水层33,当将第一基板30设置于第一容纳盒10中时,第一疏水层33位于第一衬底31朝向第一通道td的一侧。
64.可选地,本发明实施例所提供的第二基板40包括第二衬底41、设置于第二衬底41一侧的第二电极t2、以及设置于第二电极t2背离第二衬底41一侧的第二疏水层42,在将第二基板40置于第二容纳盒20中时,第二疏水层42位于第二衬底41朝向第一通道td的一侧。
65.在将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套后,向第一通道td中注入的硅油将位于上述第一疏水层33和第二疏水层42之间的空间中。
66.相关技术中,当第一基板30’和第二基板40’采用胶体50’进行密封时,通常采用手工操作,第一基板30’上的电极和第二基板40’上的电极可能会出现对位偏差,导致两部分电极之间的交叠面积发生变化,影响两部分电极之间电场,从而对液滴的驱动力造成影响。
67.而本发明实施例改变了第一基板30和第二基板40的对位方式,将第一基板30固定于第一容纳盒10中,将第二基板40固定于第二容纳盒20中,第一基板30相对于第一容纳盒10的位置是固定的,第二基板40相对于第二容纳盒20的位置也是固定的,当将第一容纳盒10和第二容纳盒20通过嵌套的方式固定时,第一容纳盒10和第二容纳盒20的相对位置是固定的,从而使得第一基板30和第二基板40的相对位置也是固定的,第一基板30上的第一电极t1以及第二基板上的第二电极t2的相对位置也是固定的,有效避免了第一电极t1和第二电极t2之间出现对位偏差的现象,从而有效提升了对位精度。
68.请参考图4和图5,并结合图3,在本发明的一种可选实施方式中,第一容纳盒10通过注塑的方式一体成型,第二容纳盒20通过注塑的方式一体成型。
69.可选地,第一容纳盒10和第二容纳盒20可采用pc(polycarbonate,聚碳酸酯)、聚丙烯等透明注塑材料,采用一体成型的方式注塑而成,采用此种方式有利于简化第一容纳盒10和第二容纳盒20的制作难度,提高生产效率,而且也能够提升第一容纳盒10和第二容纳盒20的尺寸精度。
70.另外,采用注塑材料一体成型的方式所形成的第一容纳盒10和第二容纳盒20具备一定的弹性,当将第一基板30与第一容纳盒10组装时,可通过外力将第一容纳盒10的第一开口k1和第一容置腔11略微撑大,将第一基板30通过第一开口k1置入第一容置腔11中,然后取消向第一开口k1和第一容置腔11所施加的外力,第二容置腔22的内壁与第一基板30嵌合,将第一基板30固定于第一容置腔11中。同理,当将第二基板40与第二容纳盒20组装时,可通过外力将第二容纳盒20的第二开口k2和第二容置腔22略微撑大,将第二基板40通过第二开口k2置入第二容置腔22中,然后取消向第二开口k2和第二容置腔22所施加的外力,第二容置腔22的内壁与第二基板40嵌合,将第二基板40固定于第二容置腔22中。如此,在将第一基板30与第一容纳盒10固定或者将第二基板40与第二容纳盒20固定时,无需另外引入粘胶等额外的材料,既有利于简化组装过程,又有利于节约成本。
71.请结合图3至图5,在本发明的一种可选实施方式中,第一容纳盒10包括第三容置腔13,沿第一方向d1,第三容置腔13位于第一开口k1与第一容置腔11之间,且第三容置腔13分别与第一开口k1和第一容置腔11连通。第三容置腔13的腔底向第一基板30所在平面的正投影环绕第一容置腔11向第一基板30所在平面的正投影,第二容纳盒20的至少部分位于第三容置腔13中并与第三容置腔13的内侧壁嵌套。
72.具体而言,本实施例对第一容纳盒10的结构进行了进一步细化,第一容纳盒10包括两个容置腔,其中,与第一容纳盒10的盒底相邻的容置腔为第一容置腔11,用于容纳第一基板30,可选地,第一容置腔11向第一容纳盒10的正投影的形状与第一基板30的外轮廓的形状相同,当将第一基板30设置于第一容置腔11中时,第一基板30的至少两个相对的侧壁将与第一容置腔11的内壁接触,从而利用第一容置腔11的内壁对第一基板30进行固定。
73.第一容纳盒10中与第一开口k1相邻的容置腔为第三容置腔13,当将设置有第一基板30和第二基板40的第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套时,第二容纳盒20的至少部分位于第三容置腔13中,位于第三容置腔13中的第二容纳盒20的外壁与第三容置腔13的内壁嵌套。
74.可选地,第二容纳盒20的外壁的宽度等于或者略大于第三容置腔13的内壁的宽度,在将二者嵌套时,可通过外力将第一容纳盒10的第一开口k1和第三容置腔13的尺寸略微变大,在将第二容纳盒20置于第三容置腔13中后,再取消施加至第一容纳盒10的外力,使得第三容置腔13的内壁能够将第二容纳盒20固定。当将第二容纳盒20固定后,在第一基板30和第二基板40之间所形成的第一通道td的体积也将是固定的,也就是说,第一通道td中所能够容纳的硅油的量也是固定的,相比于相关技术中采用双面胶或者垫圈手工成盒的方式,本技术中通过第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套的方式所形成的微流控装置的盒厚更加精确。
75.图6所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图,图7所示为图6中微流控装置的一种bb向截面图,请参考图6和图7,在本发明的一种可选实施方式中,第三容置腔13环绕第二容纳盒20设置,第三容置腔13的内侧壁包括至少一个凹陷部18,第二容纳盒20的外侧壁与凹陷部18之间形成空槽。
76.具体而言,请结合图4至图7,当将第二容纳盒20与第一容纳盒10中的第三容置腔13嵌套时,第三容置腔13整体是包覆于第二容纳盒20的四周侧壁的,如此有利于提升微流控装置的整体密封性能。此外,本发明实施例在第三容置腔13的内壁设置有至少一个凹陷部18,使得第二容纳盒20的外壁与该凹陷部18之间形成空槽,该空槽可作为把持部,以方便在将第一容纳盒10和第二容纳盒20组装的过程中,将第二容纳盒20精确置入第一容纳盒10的第三容置腔13中,同时,也方便将第二容纳盒20从第一容纳盒10中取出,将第一容纳盒10与第二容纳盒20分离。
77.需要说明的是,图6仅示出了在第三容置腔13的一侧内壁设置一个凹陷部18的方案,在本发明的其他实施例中,还可在第三容置腔13相对的两侧内壁上分别设置一个凹陷部18,形成两个空槽作为把持部,以更加方便对第二容纳盒20的抓取,更加方便第二容纳盒20的嵌入和取出。
78.图8所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图,图9所示为图8所提供的微流控装置中第二容纳盒20的一种结构示意图,与图3和图4所示实施例相比,本实施例示出了第二容纳盒20的另外一种结构。请结合图4、图5以及图8和图9,在本发明的一种可选实施方式中,第二容纳盒20包括凸台23,凸台23与第二容置腔22的侧壁连接,凸台23环绕第二开口k2,且凸台23向第二基板40所在平面的正投影与第二容置腔22向第二基板40所在平面至少部分交叠;第二基板40固定于凸台23与第二容置腔22的腔底之间。
79.本实施例示出了第二容纳盒20的另外一种结构,具体为,在第二容纳盒20的第二
容置腔22的侧壁上引入了凸台23,该凸台23环绕第二容纳盒20的第二开口k2,且与第二容置腔22的腔底相对设置,当将第二基板40置于第二容置腔22中时,第二基板40将位于第二容置腔22的腔底、侧壁以及凸台23所形成的空间中,凸台23能够对第二基板40起到限位的作用,避免第二基板40在第二容置腔22中发生位移。当将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套后,第一基板30、第二基板40以及凸台23所围成的空间即为微流控装置的第一通道td所在的空间,如此,凸台23的高度直接决定了第一通道td的深度,因而直接决定了微流控装置的盒厚。由于凸台23的高度是固定的,也就使得微流控装置的盒厚是固定且精确的,因此凸台23的引入更加有利于提升微流控装置盒厚控制的精确性。
80.需要说明的是,请结合图4、图5和图8,当需要将第二基板40置入第二容置腔22中之前,可通过对凸台23施加外力,增大第二开口k2的面积,然后再将第二基板40置于第二容置腔22中由腔底、侧壁以及凸台23所形成的空间中,取消向凸台23施加的外力后,第二容置腔22的侧壁以及凸台23共同对第二基板40起到了固定的作用。
81.图10所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图,在本发明的一种可选实施方式中,第二容纳盒20与第三容置腔13的腔底之间设置有密封胶60。
82.具体而言,在将第二容纳盒20嵌套入第三容置腔13中之前时,可在第二容纳盒20朝向第三容置腔13的表面轻微沾取密封胶60,本实施例中示出的是在第二容置腔22的侧壁朝向第三容置腔13的表面以及凸台23朝向第三容置腔13的表面设置密封胶60,在将第二容纳盒20嵌套至第三容置腔13中后,在第三容置腔13的腔底与第二容纳盒20之间将能够通过密封胶60进行密封。当通过导液孔h向第一通道td中注入硅油时,由于密封胶60的密封作用,有效避免了硅油从第二容纳盒20与第三容置腔13的接缝之间漏出的现象。
83.需要说明的是,当在第三容置腔13的腔底与第二容纳盒20之间引入密封胶60后,并不会对第一容纳盒10和第二容纳盒20的分离造成影响。也就是说,即使在第三容置腔13与第二容纳盒20之间引入密封胶60,通过外力的作用仍能够将第一容纳盒10与第二容纳盒20分离,不影响第一容纳盒10与第二容纳盒20的重复使用。
84.还需说明的是,图10仅示意了当第二容纳盒20中设置有凸台时引入密封胶60的方案,对于图2或图7所示的方案中,虽然未在第二容纳盒20中引入凸台,但仍可在第二容纳盒20与第三容置腔13的腔底之间设置密封胶,本发明对此不进行具体限定。
85.图11所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图,图12所示为图11中微流控装置的一种cc向截面图,图13所示为第一电极t1与第一导电衬垫p1的一种连接示意图,请参考图11至图13,在本发明的一种可选实施方式中,微流控装置包括第一区q1和设置于第一区q1外围的第二区q2,第二区q2包括多个第一导电衬垫p1;第一基板30包括第一衬底31和设置于第一衬底31朝向第二基板40一侧的多个第一电极t1,第一电极t1位于第二区q2,第一导电衬垫p1位于第一基板30上,第一电极t1通过信号线x与第一导电衬垫p1对应连接;微流控装置还包括多个第一针孔k1,沿第一方向d1,第一针孔k1贯穿第一容纳盒10或第二容纳盒20,并暴露第一导电衬垫p1。
86.当利用本发明实施例所提供的微流控装置对检测液进行检测时,需要分别向第一基板30上的第一电极t1和第二基板40上的第二电极t2分别施加电信号。当第三容置腔13包覆在第二容纳盒20的侧壁的四周时,可通过压针的方式进行信号的传输。具体为,将微流控装置划分为第一区q1和第二区q2,其中,第一区q1为第一通道td所在的区域,第一电极t1也
位于第一区q1中,用于向检测液提供驱动电场,第二区q2位于第一区q1的外围。本实施例在第二区q2中设置多个第一导电衬垫p1,第一电极t1通过信号线与导电衬垫电连接。在第二区q2还设置用于暴露第一导电衬垫p1的第一针孔k1,当需要向第一电极t1提供信号时,可将压针置入第一针孔k1中,将压针与第一导电衬垫p1电连接,如此,通过压针即可向第一电极t1提供电信号。采用压针向第一电极t1提供电信号的方式,有利于保证微流控装置的密封性能,而且无需将第一基板30与柔性电路板进行绑定,有利于简化微流控装置的结构,简化微流控装置的组装难度。
87.需要说明的是,图12实施例示出了第一针孔k1贯穿第二容纳盒20并暴露第一导电衬垫p1的方案,在本发明的一些其他实施例中,第一针孔k1还可通过贯穿第一容纳盒10的方式暴露第一导电衬垫p1,例如请参考图14,同样能够实现向第一导电衬垫p1和第一电极t1提供电信号的目的,其中,图14所示为图11中微流控装置的另一种cc向截面图。
88.继续参考图12,在本发明的一种可选实施方式中,沿第一方向d1,第一针孔k1和第一导电衬垫p1向第一基板30所在平面的正投影与第一通道td向第一基板30所在平面的正投影不交叠。
89.具体而言,当采用压针的方式向第一导电衬垫p1提供信号时,用于设置压针的第一针孔k1在贯穿第二容纳盒20时,该第一针孔k1并不会与第一通道td连通,具体将第一针孔k1设置于第一通道td的外围,如此,有利于避免第一针孔k1的引入导致第一通道td出现漏液的问题,因而有利于保证微流控装置的密封性能。
90.图15所示为图11中微流控装置的另一种cc向截面图,请结合图11和图15,在本发明的一种可选实施方式中,第二基板40包括第二衬底41和设置于第二衬底41朝向第一基板30一侧的第二电极t2,第二电极t2至少位于第一区q1,第二电极t2接收固定电压信号;第二电极t2通过导电胶90与第一基板30上的至少一个第一导电衬垫p1电连接。
91.可选地,第一电极t1用于接收驱动信号,第二电极t2用于接收固定电压信号,本实施例中在第一基板30上设置用于传输固定电压信号的第一导电衬垫p1,通过导电胶90将第二电极t2与该第一导电衬垫p1电连接,如此,通过第一基板30侧的第一导电衬垫p1即可实现向第二电极t2传输固定电压信号,如此仅需将第一基板30侧的第一导电衬垫p1通过第一针孔k1与压针形成电连接,因而有利于简化通过压针向第一电极t1和第二电极t2提供信号的复杂度。
92.图16所示为图11中微流控装置的另一种cc向截面图,图17所示为图16中的第二电极t2的一种平面示意图,本实施例示出了通过压针向第一电极t1和第二电极t2提供电信号的另一种实现方式,请参考图16和图17,在本发明的一种可选实施方式中,第二基板40包括第二衬底41和设置于第二衬底41朝向第一基板30一侧的第二电极t2,第二电极t2接收固定电压信号;微流控装置包括至少一个第二针孔k2,沿第一方向d1,第二针孔k2贯穿第一容纳盒10或第二容纳盒20,并暴露至少部分所述第二电极t2。
93.可选地,位于第二基板40上的第二电极t2为面状电极,本实施例所提及的第二导电衬垫可看作是面状的第二电极t2中的一部分。可选地,本实施例示出了第二针孔k2贯穿第一容纳盒10并暴露至少部分第二导电衬垫的方案,在本发明的一些其他实施例中,第二针孔k2还可通过贯穿第二容纳盒20的方式暴露第二导电衬垫,本发明对此不进行具体限定。
94.可选地,本实施例示出了在微流控装置中设置多个第二针孔k2的方案,如此,可通过多个压针同时向第二电极t2提供固定电压信号,有利于提升面状的第二电极t2的上的信号均一性。本实施例在第一基板30上引入第一导电衬垫p1,在第二基板40上引入第二导电衬垫,第一导电衬垫p1和第二导电衬垫分别由第一针孔k1和第二针孔k2暴露,通过压针穿过第一针孔k1和第二针孔k2即可实现向第一电极t1和第二电极t2提供电信号。
95.图18所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图,图19所示为图18中微流控装置的一种dd向截面图,请参考图18和图19,在本发明的一种可选实施方式中,微流控装置包括成盒区q3和位于成盒区q3第一侧的绑定区q,第二容纳盒20仅位于成盒区q3,绑定区q包括多个导电焊盘p0;第一基板30包括第一衬底31和设置于第一衬底31朝向第二基板40一侧的多个第一电极t1;第二基板40包括第二衬底41和设置于第二衬底41朝向第一基板30一侧的第二电极t2;第一电极t1和第二电极t2均与导电焊盘p0电连接。
96.本实施例示出了在微流控装置中引入绑定区q,第一电极t1和第二电极t2均通过信号线与绑定区q中的导电焊盘p0电连接的方案。具体而言,绑定区q设置于成盒区q3的外围,成盒区q3可看作是第一容纳盒10和第二容纳盒20交叠的区域,第二容纳盒20的尺寸小于第一容纳盒10的尺寸。绑定区q位于第一容纳盒10未与第二容纳盒20交叠的区域,且位于第一基板30上,第一基板30上的第一电极t1通过信号线与绑定区q中的导电焊盘p0电连接,第二基板40上的第二电极t2可通过导电胶90与第一基板30上的导电焊盘p0电连接。在绑定区q的导电焊盘p0上绑定柔性电路板fpc,即可通过柔性电路板fpc向第一电极t1和第二电极t2传输电信号,通过柔性电路板fpc向第一电极t1和第二电极t2传输电信号时,有利于提升信号传输的准确性和稳定性。
97.继续参考图18和图19,在本发明的一种可选实施方式中,成盒区q3包括第一区q1和围绕第一区q1的第二区q2,第一电极t1和第二电极t2位于第一区q1,在成盒区q3的第一侧,第二区q2位于绑定区q和第一区q1之间;在第二区q2,第二容纳盒20的侧壁朝向第一基板30的表面与第一基板30固定。
98.本实施例所提供的微流控装置中,第二容纳盒20有三边的侧壁与第一容纳盒10嵌合,还有一边的侧壁未与第一容纳盒10嵌合,未与第一容纳盒10嵌合的侧壁位于成盒区q3的第二区q2,第一电极t1和第二电极t2所在的区域位于成盒区q3的第一区q1,绑定区q位于前述未与第一容纳盒10嵌合的侧壁所在的区域远离第一通道td的一侧,也就是说,第二区q2位于绑定区q与第一区q1之间。在第二区q2中,由于第一容纳盒10的侧壁未与第二容纳盒20嵌合,此部分侧壁将裸露在外,此时,将此部分侧壁朝向第一容纳盒10的表面与第一基板30固定,例如通过治具进行压紧,可减小或者避免在该侧壁与第一基板30之间形成缝隙,从而有利于避免第一通道td的中液体从侧壁与第一基板30之间漏出,以保证微流控装置的密封性能。
99.图20所示为图18中微流控装置的另一种dd向截面图,在本发明的一种可选实施方式中,微流控装置还包括密封垫80,在第二区q2,具体为与绑定区q相邻的第二区q2,密封垫80位于第二容纳盒20的侧壁朝向第一基板30的表面与第一基板30之间。
100.本实施例中,通过在与绑定区q相邻的第二区q2中,在第二容纳盒20朝向第一基板30的表面与第一基板30之间引入密封垫80的方式,可有效提升第二区q2中第一容纳盒10与第一基板30的密封性能,从而有利于提升微流控装置的整体密封性能。另外,引入密封垫80
还可对第一容纳盒10的侧壁朝向第一基板30的表面与第一基板30之间的应力进行缓冲,避免二者之间应力过大而对第一基板30造成损伤。
101.图21所示为本发明实施例所提供的微流控装置的另一种平面示意图,在本发明的一种可选实施方式中,导液孔h包括至少一个注液孔h1和至少一个出液孔h2,至少一个注液孔h1和至少一个出液孔h2位于微流控装置沿第二方向d2的两端,第二方向d2为微流控装置的对角线的延伸方向。
102.本实施例示出了在微流控装置中设置一个注液孔h1和一个出液孔h2的方案,也就是说向微流控装置的第一通道td中注入液体的通道和从微流控装置中导出液体的通道是分开的,注液孔h1专用于向第一通道td中注入液体,例如硅油和检测液,出液孔h2专用于将检测完成后的液体排出第一通道td。考虑到在完成检测后第一通道td中的液体与通过注液孔h1注入的液体可能并不相同,将注液孔h1和出液孔h2分开设置的方式有利于避免液体对注液孔h1的污染。另外,本实施例将注液孔h1和出液孔h2设置在微流控装置的对角线的延伸方向上,例如将注液孔h1和出液孔h2分别设置于沿对角线方向相对的两个角部,有利于增大注液孔h1和出液孔h2之间的距离,从而更加有利于避免当从出液孔h2导出液体时液体进入注液孔h1中的情形,因而更加有利于避免注液孔h1被污染的现象。
103.图22所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图,请参考图22,在本发明的一种可选实施方式中,第二容纳盒20还包括导液槽28,导液槽28与导液孔h连通,且位于第二容纳盒20的底面背离第一容纳盒10的一侧。
104.具体而言,本实施例引入了与导液孔h连通的导液槽28,可选地,当微流控装置包括注液孔h1和出液孔h2时,可分别设置于注液孔h1和出液孔h2对应的导液槽28。导液槽28可看作是导液孔h沿背离第二基板40的方向向上延伸的槽体,相比于第二容纳盒20的底部是凸起的结构,此种结构能够起到对液体的引流的作用,方便液体的注入和导出。此外,当导液槽28中也能够存储一定的液体,在保证将第一通道td中注满液体的同时,又能在一定程度上避免液体从导液孔h的位置溢出。
105.可选地,位于第二容纳盒20上的导液槽28是与第二容纳盒20一体成型的,以简化第二容纳盒20的制作工艺。
106.继续参考图22,在本发明的一种可选实施方式中,导液槽28的内壁呈倒锥形或圆柱形。在实际应用过程中,可借助外部工具例如移液枪等向微流控装置的第一通道td中注入液体。此时,将导液槽28的内壁设置为倒锥形或者圆柱形时,便于移液枪与导液槽28的配合,因而便于液体的导入和导出。
107.图23所示为图2中微流控装置的另一种aa向截面图,在本发明的一种可选实施方式中,导液孔h包括第一子导液孔h01和与第一子导液孔h01连通的第二子导液孔h02,第一子导液孔h01位于第二容纳盒20,第二子导液孔h02位于第二基板40;第一子导液孔h01的至少部分外壁与第二子导液孔h02的至少部分内壁嵌套。
108.请参考图23,本发明实施例中的导液孔h包括位于第二容纳盒20上的第一子导液孔h01和位于第二基板40上的第二子导液孔h02,第一导液孔h和第二导液孔h是连通的,并且均与第一通道td联通。本实施例中将第一子导液孔h01的侧壁进行了延伸,延伸的侧壁嵌套在第二子导液孔h02中,也就是说第一子导液孔h01的至少部分外壁与第二子导液孔h02的至少部分内壁嵌套,此时,第一子导液孔h01的侧壁也能够对第二基板40起到一定的固定
作用,因而有利于提升第二基板40在第二容纳盒20中的固定可靠性。
109.继续参考图23,在本发明的一种可选实施方式中,第二容纳盒20的腔底为透明材料,第二基板40为透明基板。
110.具体而言,当将第二容纳盒20的腔底和第二基板40均设置为透明时,在利用微流控装置进行液滴检测的过程中,可透过第二容纳盒20的腔底和第二基板40观察检测液在第一通道td中的状态,从而有利于提高检测的便捷性。
111.基于同一发明构思,本发明还提供一种微流控装置的应用方法,图24所示为本发明实施例所提供的微流控装置的应用方法的一种流程图,该应用方法包括:
112.s01、请参考图25和图26,分别制作第一容纳盒10、第二容纳盒20、第一基板30以及第二基板40。
113.s02、将第一基板30通过第一容纳盒10的第一开口k1嵌套于第一容纳盒10的第一容置腔11中,将第二基板40通过第二容纳盒20的第二开口k2嵌套于第二容纳盒20的第二容置腔22中;其中,图25所示为将第一基板30嵌套于第一容纳盒10中的一种结构示意图,图26所示为将第二基板40嵌套于第二容纳盒20中的一种结构示意图。
114.s03、请参考图27,并结合图25和图26,,将第一开口k1和第二开口k2相对,请参考图3,并将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套,在第一基板30和第二基板40之间形成第一通道td,其中,图27所示为将第一容纳盒10和第二容纳盒20相对设置的一种示意图。
115.s04、通过导液孔h向第一通道td内注入硅油,并通过导液孔h向第一通道td内注入检测液;
116.s05、向第一基板30和第二基板40提供电信号,对检测液进行检测。
117.具体而言,本发明实施例所提供的微流控装置的应用方法中,第一容纳盒10、第二容纳盒20、第一基板30以及第二基板40是相互独立又可组装的部件,第一容纳盒10和第二容纳盒20可采用注塑材料通过注塑的方式形成,注塑材料具备一定的弹性,可通过施加外力使其产生轻微形变,取消外力后又可恢复原状。在实际应用中,可将第一基板30嵌套于第一容纳盒10的第一容置腔11中,将第二基板40嵌套于第二容纳盒20的第二容置腔22中,然后将第一容纳盒10的第一开口k1和第二容纳盒20的第二开口k2相对设置,将第一容纳盒10与第二容纳盒20嵌套,从而使得第一基板30和第二基板40沿第一方向d1相对设置,并且在第一基板30和第二基板40之间形成了用于容纳硅油和检测液的第一通道td。将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套后,可通过导液孔h向第一通道td内注入硅油的检测液,通过向第一基板30上的第一电极t1和第二基板40上的第二电极t2提供电信号,即可实现对检测液的检测。本技术所提供的应用方法中,无需在第一基板30和第二基板40之间引入双面胶或者垫圈等结构即可形成第一通道td,仅需将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套,因此有利于简化微流控装置的生产工艺,提高生产效率。而且,通过将第一容纳盒10和第二容纳盒20嵌套的方式,有利于提升第一基板30与第二基板40的对位精度。
118.图28所示为本发明实施例所提供的微流控装置的应用方法的另一种流程图,请参考图28,在本发明的一种可选实施方式中,请结合图3和图27,本技术实施例所提及的微流控装置的应用方法还包括:
119.s06、通过导液孔h将检测液和硅油从第一通道td中吸出;
120.s07、将第一容纳盒10与第二容纳盒20分离;
121.s08、将第一容纳盒10与第一基板30分离,将第二容纳盒20与第二基板40分离;
122.s09、对第一容纳盒10和第二容纳盒20进行清洗。
123.具体而言,本实施例示出了利用微流控装置完成液滴的检测后的应用方法,在完成检测后,可通过导液孔h将检测液和硅油吸出,然后通过外力将第一容纳盒10与第二容纳盒20分离,此时得到了嵌套有第一基板30的第一容纳盒10以及嵌套有第二基板40的第二容纳盒20。此时,可向第一容纳盒10施加外力,将第一基板30从第一容纳盒10中取出,向第二容纳盒20施加外力,将第二基板40从第二容纳盒20中取出,之后可对第一容纳盒10和第二容纳盒20进行清洗,以使得第一容纳盒10和第二容纳盒20得以重复利用,如此提升了本发明实施例所提供的微流控装置的应用便捷性。
124.通过上述实施例可知,本发明提供的微流控装置及应用方法,至少实现了如下的有益效果:
125.本技术所提供的微流控装置中,第一基板固定在第一容纳盒中,第二基板固定在第二容纳盒中,第一容纳盒与第二容纳盒通过嵌套的方式组装,使得第一基板和第二基板相对设置并且在第一基板和第二基板之间形成第一通道,如此,无需在第一基板和第二基板之间引入双面胶或者垫圈等结构即可形成第一通道,仅需将第一容纳盒和第二容纳盒嵌套,因此有利于简化微流控装置的生产工艺,提高生产效率。而且,通过将第一容纳盒和第二容纳盒嵌套的方式,无需手动调整,有利于提升第一基板与第二基板的对位精度。
126.本技术所提供的微流控装置的应用方法中,仅需将第一基板嵌套于第一容纳盒中,将第二基板嵌套于第二容纳盒中,再将第一容纳盒和第二容纳盒的第一开口和第二开口相对进行嵌套,即可完成组装,操作简单便捷,对位精度高。另外,只需通过导液孔向第一基板和第二基板形成的通过到内注入硅油和检测液,向第一基板和第二基板提供电信号,即可实现对检测液的检测。如此,大大提升了微流控装置的应用便捷性。
127.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。
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