微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀专利检索-微流通道微流体技术纳米技术专利检索查询-专利查询网

微流体通道、侧向层流检测器件和微流体 阀

阅读：556发布：2020-05-12

专利汇可以提供微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了一种微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀。根据一个实施例，一种用于流体的微流体通道可以包括：衬底；在衬底上形成的通道；在通道的至少部分区域中形成的结构阵列；以及电极构件，配置为调整结构阵列中至少一部分结构的表面与流体之间的可润湿性。，下面是微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于流体的微流体通道，包括：
衬底；
在衬底上形成的通道；
在通道的至少部分区域中形成的结构阵列，所述结构阵列允许流体通过毛细现象流过结构之间的间隙和/或结构与通道表面之间的间隙；以及
 电极构件，配置为调整结构阵列中至少一部分结构的表面与流体之间的可润湿性。
2.根据权利要求1所述的微流体通道，其中，所述结构呈实质上柱状。
3.根据权利要求1所述的微流体通道，其中，通过控制结构的尺寸和结构间间隙中至少之一，来控制流体通过结构阵列的速度和距离中至少之一。
4.根据权利要求1所述的微流体通道，其中，所述结构阵列中的结构有序设置。
5.根据权利要求1所述的微流体通道，其中，衬底包括硅衬底，所述结构包括硅结构。
6.根据权利要求1所述的微流体通道，其中，所述电极构件包括用于向流体施加基准电压的基准电极，以及设置于所述至少一部分结构上的控制电极，其中通过向控制电极施加控制电压，来调整所述结构的可润湿性。
7.根据权利要求6所述的微流体通道，其中，所述基准电极对于所述结构阵列中的至少一部分结构是公共的。
8.根据权利要求6所述的微流体通道，其中，所述至少一部分结构包括多个单元组，其中每一单元组包括一个或多个结构，且每一单元组中的结构共享相同的控制电极。
9.根据权利要求8所述的微流体通道，其中，各单元组中包括相同数目的结构。
10.根据权利要求8所述的微流体通道，其中，各单元组排列成预定图案。
11.根据权利要求8所述的微流体通道，其中，通过控制向各单元组的控制电极施加的控制电压，来调整流体经过所述至少一部分结构的流速和/或流型。
12.根据权利要求8所述的微流体通道，其中，所述基准电极包括设于所述通道的表面上、且配置为在流体通过所述通道时与流体相接触的导电材料，每一单元组的控制电极包括设于该单元组的结构的表面下方的导电材料，所述结构还包括覆盖所述导电材料的绝缘材料。
13.根据权利要求8所述的微流体通道，还包括：控制电路，配置为对至少一部分单元组进行寻址，以向被寻址的单元组的控制电极施加控制电压。
14.根据权利要求13所述的微流体通道，其中，所述控制电路集成在所述衬底上。
15.根据权利要求13所述的微流体通道，其中，所述控制电路形成于另一衬底上。
16.根据权利要求15所述的微流体通道，其中，所述另一衬底设置在所述衬底上以覆盖所述通道。
17.根据权利要求1所述的微流体通道，其中，通道的尺寸被设计为实现毛细现象，且所述结构阵列被配置为增强毛细现象。
18.一种侧向层流检测器件，包括根据权利要求1-17中任一项所述的微流体通道。
19.一种微流体阀，包括根据权利要求1-17中任一项所述的微流体通道。

说明书全文

微流体通道、侧向层流检测器件和微流体 阀

技术领域

[0001] 本公开涉及流体控制，更具体地，涉及一种微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀。

背景技术

[0002] 微流体(microfluidic)器件在许多应用中受到了关注，这是因为它们具有响应速度快、易于集成等优点。由于微加工技术(例如，硅工艺)的发展，微流体器件正变得越来越广泛。发明内容

[0003] 本公开的目的至少部分地在于提供一种微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀，其中可以灵活地控制流体的通过。

[0004] 根据一个实施例，一种用于流体的微流体通道可以包括：衬底；在衬底上形成的通道；在通道的至少部分区域中形成的结构阵列；以及电极构件，配置为调整结构阵列中至少一部分结构的表面与流体之间的可润湿性。

[0005] 根据另一实施例，一种侧向层流检测器件可以包括上述微流体通道。

[0006] 根据又一实施例，一种微流体阀可以包括上述微流体通道。附图说明

[0007] 通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

[0008] 图1-3示出了根据本公开实施例的微流体通道的配置，其中图1是透视图，图2是沿AA′线的截面图，图3是沿BB′的截面图；

[0009] 图4示出了根据本公开另一实施例的微流体通道的配置；

[0010] 图5示出了根据本公开另一实施例的微流体通道的配置；

[0011] 图6示出了根据本公开实施例的微流体通道的流体控制示意图；

[0012] 图7示出了根据本公开实施例的微流体通道的流体控制示意图；

[0013] 图8是示出了根据本公开实施例的侧向层流检测器件的示意图；

[0014] 图9示出了根据本公开另一实施例的微流体阀的示意图；

[0015] 图10示出了根据本公开另一实施例的微流体阀的示意图。

具体实施方式

[0016] 以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

[0017] 在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

[0018] 在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

[0019] 根据本公开的实施例，提供了一种微流体通道。该微流体通道可以包括设于衬底上的通道。例如，通道可以包括通过在衬底上开槽而形成的嵌入于衬底中的通道。流体可以沿该通道流动。例如，通道的尺寸可以设计为实现毛细现象，从而流体可以通过毛细现象而无需其他外力沿通道流动。

[0020] 毛细(capillary)现象，又称毛细管作用，是指液体在细管状物体内侧，由于内聚力和附着力的差异，克服自身重力而上升的现象。当液体和固体(管壁)之间的附着力大于液体本身内聚力时，就会产生毛细现象。液体在垂直的细管中时液面呈凹或凸状，以及多孔材质物体能吸收液体皆为毛细现象所造成的影响。

[0021] 可以在通道的至少一部分区域中设置例如由一系列(微)结构形成的结构阵列。这样的结构例如可以包括(微)柱体等，且可以高度有序设置，例如按行和列规则排列。这些柱体例如可以形成或生长在通道的表面如底壁上。

[0022] 这里需要指出的是，在本说明书中，所谓“微”(例如，微流体通道、微结构、微柱体等)是指能够通过微加工(microfabrication或microprocessing)工艺获得的尺度，例如微米、亚微米，乃至更小尺寸如纳米。

[0023] 该结构阵列可以增强毛细现象。可以通过控制结构的尺寸和/或结构间间隙，来控制流体通过结构阵列的速度和/或距离。

[0024] 为了控制流体在通道内流动的流速和/或流型(fluid pattern)等参数，可以在通道内设置电极构件，用以调整结构阵列中至少一部分结构的表面与流体之间的可润湿性(wettability)。当流体流过阵列(具体地，通过毛细现象流过结构之间的间隙和/或结构与通道表面之间的间隙)时，其流率和方向可能受到结构表面与该流体之间的可润湿性(例如，在水流体的情况下，亲水(hydrophilic)/疏水(hydrophobic)特性)的影响。例如，流体的流动可以受流体与表面之间接触角的影响。通过(在流体与表面之间)外加电压，可以改变流体与表面之间的接触角，这种现象称作电润湿(electrowetting)。

[0025] 在以下描述中，为方便起见，一般地使用“亲水(hydrophilic/hydrophilicity)”、“疏水(hydrophobic/hydrophobicity)”等术语，但是这并不意味着本公开仅适用于水流体。本公开的技术可以适用于任意合适的流体，例如，溶解有特定成分的有机溶剂。在这种情况下，可以使用表面与流体之间的可润湿性来代替“亲水/疏水”。本领域技术人员应理解，“亲水”可以是指流体与表面之间的可润湿性相对较大，“疏水”可以是指流体与表面之间的可润湿性相对较小。

[0026] 例如，结构的表面可以设置为疏水(接触角大于90度)，从而流体通常不能流过该结构阵列。通过外加电压，可以增加表面的亲水性，降低流体与表面的接触角，从而有利于流体通过毛细现象而流过结构阵列。通过施加不同的电压，可以不同地改变表面的亲水性，且因此不同地改变流体通过结构阵列的速度。

[0027] 电极构件可以包括用于向流体施加基准电压(例如，地电压)的基准电极。所有或部分结构可以共用公共的基准电极。基准电极可以配置为在流体通过通道时与流体相接触，从而将基准电压施加到流体。例如，基准电极可以包括设于通道的表面上的导电材料。基准电极可以设置于结构阵列的上游(即，流体在流过通道时，先流过基准电极所在区域，然后再流过结构阵列所在区域)。

[0028] 电极构件还可以包括设于该至少一部分结构上的控制电极。控制电极可以配置为改变结构表面与流体(例如，通过基准电极被施加以基准电压)之间的电压。为此，控制电极例如可以包括设置在结构表面下方的导电材料。结构还可以包括覆盖导电材料的绝缘材料(该绝缘材料可以构成结构的表面，或者在该绝缘材料上还可以另外设置例如疏水材料等)。可以通过向控制电极不同地施加电压，来不同地调整可润湿性，从而可以调整流体经过该至少一部分结构的流速和/或流型。

[0029] 该至少一部分结构可以分成单元组，每一单元组包括一个或多个结构。各单元组可以包括相同或不同数目的结构。可以针对每一单元组分别设置控制电极，即同一单元组中的结构可以共享相同的控制电极。为了实现对流体(特别是流型)的控制，单元组可以排列成预定图案，例如规则的二维图案。

[0030] 该微流体通道还可以包括控制电路，用以对至少一部分单元组进行寻址，以实现对该至少一部分单元组的分别控制，例如分别向这些单元组施加(不同的)电压。控制电路可以集成在衬底上，或者可以形成于另一衬底上。该另一衬底可以与微流体通道的衬底相集成(例如，设置在该衬底上以覆盖该衬底)，用以对微流体通道进行控制。

[0031] 根据本公开的实施例，还提供了一种侧向层流检测器件(Lateral Flow Assay，LFA)，可以包括上述微流体通道。该侧向层流检测器件可以按任意合适的LFA配置来进行设置。

[0032] 根据本公开的实施例，还提供了一种微流体阀，可以包括上述微流体通道。

[0033] 本公开的技术可以多种形式来呈现，以下将描述其中一些示例。

[0034] 图1-3示出了根据本公开实施例的微流体通道的配置，其中图1是透视图，图2是沿AA′线的截面图，图3是沿BB′的截面图。在此需要指出的是，为了绘制方便以及清楚起见，图1-3并非按照完全对应的方式绘制的，例如图1中的透视图省略了某些细节。

[0035] 如图1-3所示，微流体通道100可以包括衬底102。衬底102可以包括任意合适的材料，例如硅等半导体材料，玻璃、石英等其他无机材料，或者有机玻璃、聚碳酸酯等有机材料。以下，以硅衬底为例进行描述。但是需要指出的是，本公开不限于此。

[0036] 在衬底102上，可以形成通道104。在该示例中，示出了通过例如刻蚀等方式而形成的沟槽形式的通道104。例如，通道104可以具有约50-10mm的宽度，约50-100μm的深度。具体地，通道104的底壁104b相对于两侧的衬底部分102w(在图1中，仅示出了一侧的衬底部分)下凹，两侧的衬底部分102w限定了通道104的侧壁104s。但是，本公开不限于此。通道104例如可以突出于衬底表面。例如，可以通过在衬底表面上形成彼此相对、且大致平行延伸的侧壁，从而在侧壁之间限定通道。微流体通道还可以包括一封盖(未示出)，以覆盖至少一部分通道104。

[0037] 通道104可以形成为任意合适的形状。例如，通道104不限于直线延伸，而是可以弯折和/或弯曲。另外，通道104的宽度在其整个延伸长度中不必相同，而是可以改变。通道104还可以包括分支。

[0038] 在通道104的至少一部分区域中，可以形成结构106的阵列。结构106可以具有高深宽比，且紧密排列，从而它们之间的间隙(以及可选地，边缘处的结构106与侧壁104s之间的间隙)形成毛细尺度，从而流体可以通过毛细现象而流过该阵列。例如，结构106的直径可以在约1μm-250μm的范围，深宽比可以在约0.5-50的范围，且相邻结构106之间的间隙可以在约1μm-250μm的范围。结构106可以有序设置，例如按行和列规则排列成矩阵形式。但是，本公开不限于此。例如，相邻行和/或列中的结构可以交错，而并非完全对准(例如，每隔一行/列或多行/列，结构可以彼此对准)。

[0039] 在此需要指出的是，通道104本身可以是毛细尺度的，从而可以实现对流体的毛细作用。结构106的引入可以增强毛细作用。

[0040] 结构106可以呈现实质上柱状。在图1中，将结构106示出为规则的圆柱体。但是，本公开不限于此。结构106可以形成为任意合适的形状，例如棱柱、锥台等形状。另外，由于制造工艺等因素，结构106可以包括不规则性。在图1-3中，仅仅示出了一些结构106作为示例，可以包括更少或更多的结构106。结构106甚至可以布满整个通道104。

[0041] 在图2和3的截面图中，更加详细地示出了结构106的配置。具体地，结构106可以包括主体106m。在衬底102为硅衬底的示例中，主体106m可以包括在硅衬底上形成的硅结构，如硅微柱。硅微柱例如可以通过对硅衬底进行刻蚀而得到。在图2和3的示例中，主体106m可以经由绝缘层112(例如，SiO2)而设于通道上。这种结构例如可以利用SO1(绝缘体上硅)衬底形成，或者可以在体衬底上先形成氧化层，然后在氧化层上沉积多晶硅并进行刻蚀得到。在此需要指出的是，绝缘层112的设置是为了确保结构106与硅衬底(通常为半导体)绝缘。
如果衬底本身是绝缘的(如，高电阻硅衬底)，则可以无需设置绝缘层112。

[0042] 这里需要指出的是，在图2的截面图中，将结构106示出为遍布通道104的整个宽度。但是，本公开不限于此。例如，结构106可以占据通道104的部分宽度。此外，在图2的截面图中，将结构106示出为与通道的侧壁104s大致同高。但是，本公开不限于此。例如，结构106可以比侧壁104s(略)高或(略)低。

[0043] 结构106还可以包括外层106s。外层106s可以包括绝缘层如SiO2，以覆盖如随后所述的设于结构106上的电极。另外，外层106s可以为疏水性(例如，在流体为亲水流体的情况下)或亲水性(例如，在流体为疏水流体如有机溶剂的情况下)；或者，可以在外层106s上另外设置疏水材料或亲水材料。即，结构106跟流体相接触的表面可以与流体具有不同的疏水性/亲水性(例如，一方如表面为疏水性，另一方如流体为亲水性)，当然也可以具有相同的疏水性/亲水性。

[0044] 为了控制结构106的表面与流体之间的可润湿性(例如，由其接触角反映)并因此控制流体通过结构阵列的流速和/或流型，可以设置电极构件。在图2和3的示例中，电极构件可以包括用于施加基准电压(例如，地电压)的基准电极108。如图3所示，基准电极108可以设置为暴露于通道104内部，从而在流体通过通道时可以与流体相接触，以将基准电压施加到流体。基准电极108可以包括合适的导电材料如Cu、W等。基准电极108可以设置于结构阵列的上游或者下游。

[0045] 另外，电极构件还可以包括设于结构106上的控制电极110。在图2和3的示例中，控制电极110可以嵌入于结构106中，具体地，嵌于主体106m和外层106s之间。同样，控制电极110可以包括合适的导电材料如Cu、W等。在图2和3的示例中，控制电极110设于所有结构106上。但是，本公开不限于此。例如，控制电极110可以设于仅一部分结构106上。

[0046] 在此需要指出的是，尽管在图3中仅示出了一个基准电极108，但是可以包括更多的基准电极。多个基准电极可以分散设置，以更好地向流体施加基准电压。例如，对应一个控制电极，可以设置一个基准电极。

[0047] 在图2和3的示例中，沿AA′和BB′方向，每三个相邻结构106构成一组，它们可以共享相同的控制电极110(即，它们的控制电极可以连接在一起)。相应地，每一组结构106的表层106s可以连接成一体。可以向不同的结构组施加相同或不同的控制电压如V1、V2。用于向电极构件施加电压的配线和控制电路等例如可以集成在衬底102中。

[0048] 当然，结构106可以不同地分组，例如每一组可以包括更多或更少的结构106；甚至每一组可以仅包括单独的结构106，从而每一结构106可以具有各自的控制电极，这种情况下，可以对各结构106实现单独控制。各组可以包括相同或不同数目的结构106。结构组可以形成预定图案，例如规则的二维图案。

[0049] 于是，通过电极构件，可以在流体与结构表面之间施加电压，并因此可以改变它们之间的可润湿性(例如，接触角)。

[0050] 这种电极构件例如可以如下制造。在衬底102上例如通过刻蚀等方式形成主体106m后，可以(例如，大致共形地)形成(例如，电子束热蒸发、金属溅射等)导电材料层，并按照电极构件的图案(例如，基准电极108以及各结构组的控制电极110的图案)对该导电材料层进行图形化，从而形成基准电极108和控制电极110。然后，可以在图形化后的电极构件上沉积(例如，大致共形沉积)绝缘材料层，可选地还可以根据结构组的图案对绝缘材料层进行构图，以形成表层106s。

[0051] 图4示出了根据本公开另一实施例的微流体通道的配置。

[0052] 如图4所示，该微流体通道200可以包括在衬底202(例如，硅衬底)上形成的结构206的阵列。在图4中，为方便起见，仅示出了两个结构206。但是，以上关于结构以及结构阵列的描述均适用于此。

[0053] 结构206可以包括主体206m(例如，硅微柱)。在该实施例中，主体206m例如可以通过掺杂而变成导电的。于是，主体206m本身即可充当控制电极，而无需另外设置控制电极。基准电极可以如上述实施例中一样设置。同上述实施例中一样，主体206m可以通过绝缘层
212(例如，SiO2)与衬底202隔离，且结构206还可以包括绝缘的表层206s(例如，SiO2)(在图4中，将212和206s示出为成一体)。在表层206s中，例如可以通过刻蚀接触孔并以导电材料如Cu或W填充接触孔，来形成接触塞214。可以通过接触塞214向主体206m(充当控制电极)施加控制电压。

[0054] 用以向主体206m施加控制电压的控制电路(未示出)可以形成在另一衬底216(例如，硅衬底)上。本领域技术人员了解多种集成电路制造工艺来在衬底216中形成控制电路。控制电路可以包括针对各结构或结构组的相应控制输出(例如，针对各结构或结构组的控制电压)。衬底216上可以形成金属化叠层，以将这些控制输出引出到外部。图4中示意性地示出了包括绝缘层226和接触塞218的金属化叠层。

[0055] 例如通过倒装安装技术，可以将衬底216安装到衬底202上。衬底216可以覆盖在通道上，且通过例如焊料球220等将接触塞218与接触塞214结合，从而控制电路可以向各主体206m施加控制电压。

[0056] 在此需要指出的是，在图4的示例中，示出了各主体206m通过单个触点与控制电路连接。但是，本公开不限于此。例如，可以包括更多触点(可以同样用于施加控制电压，或者可以用来实现其他不同的控制功能)。

[0057] 绕接触塞214可以形成呈闭合曲线形状(例如，圆形)的密封件222a，且绕接触塞218可以形成呈闭合曲线形状(例如，圆形)的密封件222b。密封件222a和222b可以具有相对应的形状，从而当衬底216倒装安装到衬底202上时，相应的密封件222a和222b可以彼此结合，并由此限定密封空间，使得控制电路与主体206m之间的电接触位于该密封空间中，以免与流体相接触。密封件222a和222b可以包括在流体中稳定的材料，且可以通过胶等粘合。或者，密封件222a和/或222b上可以设置焊料球224。此时，可以通过同一焊接步骤，实现控制电路与结构的结合以及密封件的结合。

[0058] 图5示出了根据本公开另一实施例的微流体通道的配置。该微流体通道300与图4的微流体通道200基本上相同，但是控制电路与通道集成在同一衬底中。在以下，主要描述它们之间的不同。

[0059] 具体地，如图5所示，该微流体通道300可以包括在衬底302(例如，硅衬底)上形成的结构306的阵列。结构306可以包括主体306m(例如，硅微柱)。同样，主体306m例如可以通过掺杂而变成导电的，从而本身即可充当控制电极，而无需另外设置控制电极。主体306m可以通过绝缘层312(例如，SiO2)与下方的结构隔离，且结构306还可以包括绝缘的表层306s(例如，SiO2)(在图5中，将312和306s示出为成一体)。在绝缘层312中，例如可以通过刻蚀接触孔并以导电材料如Cu或W填充接触孔，来形成接触塞314。可以通过接触塞314向主体306m(充当控制电极)施加控制电压。

[0060] 控制电路可以集成于衬底302上。在图5的示例中，示出了控制电路中的晶体管部件332。例如，每一晶体管332可以形成于STI(浅沟槽隔离)334限定的有源区内，且可以包括栅极332g、源极332s和漏极332d。针对控制电路的配线和连接可以形成在金属化叠层中。图5中示意性地示出了包括绝缘层330以及到晶体管漏极的接触塞336的金属化叠层。尽管图中并未示出，但是控制电路还可以包括针对晶体管栅极、源极的配线和接触塞以及其他互连。到晶体管漏极的接触塞336可以设置为与接触塞314电接触，从而与主体306m(即，控制电极)电连通。

[0061] 控制电路例如可以设置为如下形式。具体地，晶体管332可以与结构306相应设置成阵列，例如，成行和列排列。每一行的晶体管332可以共享相同的栅极线(例如，位线)，每一列的晶体管可以共享相同的源极线(例如，字线)，且各晶体管332的漏极可以如上所述连接到相应的结构。通过向选定的列施加控制电压，并且向选定的行施加栅极导通电压，与该选定列和选定行向连接的晶体管332将导通，从而把源极线上施加的控制电压经漏极施加到相应的结构306。也就是说，控制电路可以实现对各结构306(或者在结构组的情况下，结构组)进行寻址，并控制被寻址的结构。

[0062] 本领域技术人员知道多种寻址方式和实现寻址的控制电路，以上仅仅是一示例，但本公开不限于此。

[0063] 图6示出了根据本公开实施例的微流体通道的流体控制示意图(俯视图)。

[0064] 图6示出了微流体通道400的一部分。该微流体通道400可以包括通道402以及在通道402中形成的结构406的阵列。结构406可以包括疏水性表面。该微流体通道400可以包括用于调整结构的表面与流体之间可润湿性的电极构件(未示出)，例如上述实施例中描述的各种形式的电极构件。

[0065] 图6中示出了结构阵列的三个单元组406-1、406-2和406-3。但是，本公开不限于此。例如，可以包括更多或更少的单元组，每一单元组中结构的数目可以更多或更少，且各单元组中结构的数目不必相同。可以向各单元组施加不同的控制电压，图6中以不同的灰度示出了这些不同的控制电压。例如，施加到单元组406-1的控制电压可以最小，施加到单元组406-3的电压可以最大。于是，沿着从单元组406-1到406-3的方向，流体与结构表面之间的接触角可以逐渐减小，从而可以调整流体在不同位置的流速。

[0066] 图7示出了根据本公开实施例的微流体通道的流体控制示意图(俯视图)。

[0067] 图7示出了微流体通道500的一部分。该微流体通道500可以包括通道502以及在通道502中形成的结构506的阵列。结构506可以包括疏水性表面。该微流体通道500可以包括用于调整结构的表面与流体之间可润湿性的电极构件(未示出)，例如上述实施例中描述的各种形式的电极构件。

[0068] 可以通过控制电极向上部的结构506施加控制电压，从而这些结构的表面与流体之间的接触角可以小于90度，从而流体可以流过这些结构。对于下部的结构，可以不施加电压或者施加的电压不足以将结构的表面与流体之间的接触角改变为小于90度，从而流体可能不能流过这些结构。于是，流体主要通过通道502上部流过，实现了对流体流型的控制。

[0069] 图6和7仅仅示出了流体控制(例如，流速和流型)的示例。通过不同地施加电压以及与结构阵列的图案相配合，可以实现多种不同控制。

[0070] 图8是示出了根据本公开实施例的侧向层流检测器件的示意图(俯视图)。

[0071] 如图8所示，该侧向层流检测器件600可以包括加样口(sample loading window)601和吸收垫(wicking zone)605。加样口601和吸收垫605之间可以通过微流体通道相连通。通过加样口601加入的样品流体，可以沿微流体通道而被吸收垫605吸取。在微流体通道的路径上，可以设置传感器607如生物传感器。传感器607可以包括探测部，以便对流体进行所需探测。

[0072] 微流体通道可以包括通道603以及设于通道603的至少一部分区域中的结构606的阵列。上述微流体通道配置均可适用于此。如上所述，通过控制向控制电极施加的控制电压，可以控制流体的流速和/或流型。例如，可以通过控制电压的施加与否，控制流体能否通过结构阵列(如，施加控制电压时接触角小于90度从而可以通过，而不施加控制电压时接触角大于90度而不能通过)。于是，实现了微流体阀的功能。

[0073] 图9示出了根据本公开另一实施例的微流体阀的示意图。

[0074] 如图9所示，微流体阀700可以包括入口通道701以及两个分支的出口通道703a和703b。流体可以引入到入口通道701中，并通过例如毛细现象而流动，并因此流入出口通道
703a和703b。流入出口通道703a中的流体可以直接流过出口通道703a。出口通道703b可以包括结构706的阵列。上述微流体通道的各种配置均可适用于出口通道703b。当没有向控制电极施加电压时，流入出口通道703b的流体可能不能通过结构阵列(例如，由于其表面为疏水性)；而当向控制电极施加电压时，流入出口通道703b的流体可以流过结构阵列。于是，可以实现仅从出口通道703a输出流体以及从出口通道703a和703b两者输出流体。

[0075] 另外，尽管在图9的示例中将入口通道701和出口通道703a示出为不包括结构阵列。但是，本公开不限于此。例如，入口通道701和/或出口通道703a也可以包括上述的微流体通道配置。

[0076] 图10示出了根据本公开另一实施例的微流体阀的示意图。

[0077] 如图10所示，微流体阀800可以包括分支的入口通道801a和801b以及出口通道803。不同的样品或试剂可以分别引入到入口通道801a和801b中，并通过例如毛细现象而流动，并因此流入出口通道803。入口通道801a和801b可以分别包括结构806的阵列。上述微流体通道的各种配置均可适用于入口通道801a和801b。当没有向控制电极施加电压时，流入入口通道801a和/或801b的流体可能不能通过结构阵列(例如，由于其表面为疏水性)；而当向控制电极施加电压时，流入入口通道801a和/或801b的流体可以流过结构阵列。于是，可以实现对不同的样品或试剂的选择性进样。

[0078] 尽管以上分别在不同的实施例中描述了多种特征，但是这并不意味着这些特征不能有利地结合使用。

[0079] 以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀	2020-05-12	653
多种流体的微通道设备	2020-05-11	978
微通道平行流换热器	2020-05-11	326
微通道平行流换热器	2020-05-11	33
多通道微流控气压源	2020-05-11	653
多种流体的微通道设备	2020-05-11	119
一种交叉换流装置及微通道换热器	2020-05-13	675
微通道平行流蒸发器	2020-05-11	727
多微通道中的流体分隔	2020-05-11	691
基于微流通道的流体介电常数微波测量装置	2020-05-12	500

微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀

微流体通道、侧向层流检测器件和微流体阀

技术领域

背景技术

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：