一种数字微流控芯片液体引出装置及其应用方法

本申请涉及微流控芯片，尤其涉及一种数字微流控芯片液体引出装置及其应用方法。

背景技术：

1、数字微流控(dmf)是一种基于介电润湿效应的液体操控技术，其原理是通过施加电压改变疏水表面上液滴的接触角因而完成对离散液滴的精确控制。然而，dmf技术面临着一个重要的挑战，就是如何将液体(样品或者反应液)从dmf芯片引出，从而与后续的反应/检测步骤对接。现有技术中的液体从dmf芯片引出方法：1.将液体转移到与dmf装置直接相连的另一个芯片中；2.通过针头或发射器将液体引出，这类方法通常与色谱或质谱设备联用；3.将毛细管插入双层dmf芯片的间隙中，在泵的驱动下提取液体；然而，上述现有技术中的液体引出方法存在操作繁琐和自动化程度低的问题，并且大多不能允许dmf芯片重复使用。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种数字微流控芯片液体引出装置及其应用方法，本申请自动化程度高，操作简单，能够将液滴完整引出，避免因反应产物残留引发的交叉污染，因而允许dmf芯片重复使用。

2、为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供了一种数字微流控芯片液体引出装置，包括：引出芯片模组、dmf芯片模组、温度控制模组、泵液模组、磁力控制模组、图像采集模组以及电控模组；

4、所述引出芯片模组包括xy轴移动载台和引出芯片；

5、所述dmf芯片模组包括dmf芯片、dmf芯片电控载台和引脚针；

6、其中，所述dmf芯片上的引脚与dmf芯片电控载台上的引脚针相接触并对齐，以将dmf芯片安装在dmf芯片电控载台中；所述引出芯片安装在xy轴移动载台上，位于dmf芯片下方，并与dmf芯片相连接；所述温度控制模组位于dmf芯片的上方，覆盖dmf芯片部分电极区域，对dmf芯片中覆盖的相应电极区域进行温度控制；所述泵液模组与dmf芯片或引出芯片连接；所述磁力控制模组用于对dmf芯片上的磁珠进行控制；所述图像采集模组位于dmf芯片下方，用于采集分析过程中的图像信息；所述电控模组通过所述引脚针与dmf芯片相连接，向dmf芯片提供电压信号。

7、作为优选的技术方案，所述引出芯片依据不同的应用需求，其结构不同；其中，至少设有用于对接dmf芯片的接口。

8、作为优选的技术方案，所述引出芯片包括但不限于：微孔板式引出芯片、扩增反应池式芯片、负压抽吸式数字化液滴微流控芯片、油相灌注式负压抽吸数字化液滴微流控芯片以及液滴配对式芯片。

9、作为优选的技术方案，所述dmf芯片为双层极板结构，其中，两层极之间的间隙采用油相填充。

10、作为优选的技术方案，所述dmf芯片包括：图形化电极阵列极板、环形垫片、导电玻璃极板和引出通道；其中，所述图形化电极阵列极板设有用于连接泵液模组的液体灌注口；导电玻璃极板设有用于引出液体的液体引出口，所述液体引出口与引出通道相接，并与引出芯片连接以回收从dmf芯片排出的液体。

11、作为优选的技术方案，根据不同的应用需求，所述dmf芯片中的图形化电极阵列极板排布设计不同以及所述导电玻璃极板的结构不同。

12、作为优选的技术方案，所述泵液模组包括加样针、注射泵和储液池；其中，所述注射泵包括多个；

13、所述注射泵通过聚四氟乙烯毛细管与所述加样针和储液池相连接。

14、作为优选的技术方案，所述磁力控制模组用于对dmf芯片上的磁珠进行控制，具体的：

15、所述磁力控制模组包括z轴移动载台和磁铁阵列，所述磁铁阵列通过z轴移动载台进行位置变换，以对dmf芯片上的磁珠进行控制。

16、第二方面，本申请提供了一种数字微流控芯片液体引出装置的应用方法，应用于所述的一种数字微流控芯片液体引出装置，包括以下步骤：

17、将待处理的液体样品放置于dmf芯片上，并在dmf芯片上完成样品液体前处理过程；

18、将处理好的样品液体运送至液体引出口，将处理好的样品液体从dmf芯片中引出，并收集到引出芯片中；

19、将引出芯片从装置中取出，在引出芯片上完成后续的反应或检测。

20、作为优选的技术方案，所述将处理好的样品液体从dmf芯片中引出采用油相灌注或油相抽吸的方式。

21、综上所述，与现有技术相比，本申请提供的技术方案带来的有效效果至少包括：

22、本申请的数字微流控芯片液体引出装置中通过各模组的协同工作，实现了高度集成化和自动化的液体处理流程，不需要在dmf芯片上额外安装检测器，操作更简便；并以程序性的油相灌注或油相抽吸的方式，能够精确地将处理好的液体完整地从dmf芯片中引出，避免因反应产物残留引发的交叉污染，因而dmf芯片可重复使用。

技术特征：

1.一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，包括：引出芯片模组、dmf芯片模组、温度控制模组、泵液模组、磁力控制模组、图像采集模组以及电控模组；

2.根据权利要求1所述一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，所述引出芯片依据不同的应用需求，其结构不同；其中，至少设有用于对接dmf芯片的接口。

3.根据权利要求2所述一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，所述引出芯片包括但不限于：微孔板式引出芯片、扩增反应池式芯片、负压抽吸式数字化液滴微流控芯片、油相灌注式负压抽吸数字化液滴微流控芯片以及液滴配对式芯片。

4.根据权利要求1所述一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，所述dmf芯片为双层极板结构，其中，两层极之间的间隙采用油相填充。

5.根据权利要求4所述一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，所述dmf芯片包括：图形化电极阵列极板、环形垫片、导电玻璃极板和引出通道；其中，所述图形化电极阵列极板设有用于连接泵液模组的液体灌注口；导电玻璃极板设有用于引出液体的液体引出口，所述液体引出口与引出通道相接，并与引出芯片连接以回收从dmf芯片排出的液体。

6.根据权利要求5所述一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，根据不同的应用需求，所述dmf芯片中的图形化电极阵列极板排布设计不同以及所述导电玻璃极板的结构不同。

7.根据权利要求1所述一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，所述泵液模组包括加样针、注射泵和储液池；其中，所述注射泵包括多个；

8.根据权利要求1所述一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，所述磁力控制模组用于对dmf芯片上的磁珠进行控制，具体的：

9.一种数字微流控芯片液体引出装置的应用方法，应用于权利要求1-8任一项所述的一种数字微流控芯片液体引出装置，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述一种数字微流控芯片液体引出装置的应用方法，其特征在于，所述将处理好的样品液体从dmf芯片中引出采用油相灌注或油相抽吸的方式。

技术总结本申请公开了一种数字微流控芯片液体引出装置及其应用方法，包括：引出芯片模组，包括引出芯片；DMF芯片模组，包括DMF芯片、DMF芯片电控载台和引脚针；温度控制模组；泵液模组；磁力控制模组；图像采集模组以及电控模组；其中，DMF芯片的引脚与DMF芯片电控载台的引脚针连接；引出芯片与DMF芯片连接；温度控制模组位于DMF芯片上方，控制DMF芯片中部分电极区域的温度；泵液模组与DMF芯片或引出芯片连接；磁力控制模组用于控制DMF芯片上的磁珠；图像采集模组位于DMF芯片下方，用于采集图像信息；电控模组通过引脚针与DMF芯片连接，向DMF芯片提电压信号。本申请的DMF芯片液体引出装置自动化程度高，操作简单，能够将液滴完整引出，避免反应产物残留引发的交叉污染。技术研发人员：刘大渔,黄恩奇受保护的技术使用者：广州市第一人民医院（广州消化疾病中心、广州医科大学附属市一人民医院、华南理工大学附属第二医院）技术研发日：技术公布日：2024/7/23