Многослойное устройство с микроэлектродными матрицами и способы его изготовления - RU2019122195A
Код документа: RU2019122195A
Формула
1. Устройство с микроэлектродной матрицей, содержащее:
(а) корпус;
(б) по меньшей мере один картридж, содержащий по меньшей мере один канал, причем обеспечена возможность прохождения жидкости по меньшей мере через один впускной проход и возможность ее выхода через по меньшей мере один выпускной проход; и
(в) диэлектрическую подложку,
при этом указанная диэлектрическая подложка также содержит множество электродов, расположенных в виде геометрического узора, и размещена в указанном по меньшей мере одном картридже.
2. Устройство по п. 1, в котором указанный корпус содержит более одного картриджа.
3. Устройство по п. 1, в котором указанная микроэлектродная матрица содержит компоновку электродов, выполненную с возможностью использования трех или более отдельных входных сигналов для независимого управления по меньшей мере тремя различными конфигурациями полярности в любой данный момент времени
4. Устройство по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один канал выполнен с возможностью вмещения жидкости, проводимой через микроэлектродную матрицу.
5. Устройство по п. 1, в котором указанное множество электродов осаждено в пределах диэлектрической подложки с использованием способа, выбранного из группы способов, включающей в себя фотолитографию, осаждение из паровой фазы, напыление, трафаретную печать, трехмерную печать и электроосаждение.
6. Устройство по п. 1, в котором указанная диэлектрическая подложка состоит по меньшей мере из одного из следующего: стекла, кремния и непроводящего полимера.
7. Устройство по п. 1, в котором каждый электрод из указанного множества электродов изготовлен из металла или неметаллического проводящего материала.
8. Устройство по п. 1, в котором электроды из указанного множества электродов имеют толщину от примерно 10 нм до примерно 10 мкм.
9. Устройство по п. 1, в котором указанные электроды выполнены с возможностью создания изолированных и не изолированных электрических полей.
10. Устройство по п. 1, в котором указанное множество электродов геометрически расположено с обеспечением способствования отделения диэлектрофоретических сил от сил, создаваемых электротермическим и электроосмотическим потоками.
11. Устройство по п. 1, в котором каждый электрод из указанного множества электродов имеет по существу круглую форму с углом ориентации между смежными электродами в диапазоне от примерно 0 до примерно 90 градусов.
12. Устройство по п. 1, в котором каждый отдельный электрод в указанном множестве электродов выполнен с возможностью несения заряда, который является положительным (+), отрицательным (-) или нейтральным.
13. Устройство по п. 12, в котором указанный каждый отдельный электрод выполнен с возможностью изменения заряда относительно заряда ближайшего электрода в указанной матрице.
14. Устройство по п. 1, в котором указанная микроэлектродная матрица между независимыми смежными электродами содержит по меньшей мере две разные плоскости по измерению Z.
15. Устройство по п. 14, в котором размер по измерению Z между независимыми смежными электродами варьируется по меньшей мере от 1 нм до более 5 нм.
16. Устройство по п. 1, в котором каждый отдельный электрод из указанного множества электродов выполнен с возможностью независимого отклонения по углу рысканья, тангажа и крена по отношению друг к другу.
17. Устройство по п. 1, в котором между электродами встроена мостовая схема для измерения импеданса
18. Устройство по п. 1, в котором на каждый открытый электрод встроен по меньшей мере один полевой транзистор.
19. Способ обработки жидкости для анализа и извлечения частиц, находящихся в жидкости, включающий:
(a) обеспечение наличия устройства, содержащего корпус, внутри которого содержится по меньшей мере один картридж, содержащий по меньшей мере один канал, и диэлектрическая подложка, причем диэлектрическая подложка также содержит множество электродов, расположенных в виде геометрического узора, и расположена в указанном по меньшей мере одном картридже;
(b) открытие указанного множества электродов для жидкости;
(c) обеспечение наличия неоднородного электрического поля в указанной жидкости;
(d) измерение изменения тока или импеданса с использованием полевого транзистора в конкретный момент времени; и
(е) количественное определение частиц после того, как частицы вошли в зону диэлектрофоретического разделения.
20. Способ количественного определения по меньшей мере одной частицы в жидком растворе, включающий:
(a) обеспечение наличия устройства с микроэлектродной матрицей, содержащей неоднородное электрическое поле;
(b) измерение изменения тока или импеданса с использованием полевого транзистора в момент времени, выбранный из группы, состоящей из режима реального времени, в течение которого или после которого указанная по меньшей мере одна частица, на которую воздействует указанное неоднородное электрическое поле (i) входит в зону диэлектрофоретического разделения, (ii) иммобилизована в области диэлектрофоретического поля высокой или низкой напряженности или (iii) высвобождена в области диэлектрофоретического поля высокой или низкой напряженности соответственно.
21. Способ по п. 20, в котором жидкий раствор имеет удельную проводимость в диапазоне примерно от 0 См/м до примерно 5 См/м.
22. Способ по п. 20, в котором жидкий раствор имеет вязкость от примерно 1 сП до примерно 100 сП или от примерно 0,0001 паскаль-секунды до примерно 0,1 паскаль-секунды.
23. Способ по п. 20, в котором указанное устройство с микроэлектродной матрицей способно воздействовать на частицы диаметром от примерно 10 нм до примерно 50000 нм.
