يمثل التلاعب بالموجات الصوتية السطحية مع الجسيمات التردد المزدوج الدائمة

ويرد بروتوكول للتلاعب المجهرية الدقيقة في قناة موائع جزيئية مع إثارة التردد المزدوج.

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في معالجة المشكلات الرئيسية في المجال الطبي الحيوي ، مثل معالجة الجسيمات الدقيقة والمساعدة في الفرز في قناة الموائع الدقيقة للمختبرات على رقاقة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها يمكن أن تعزز قابلية ضبط عمولة الموجة الصوتية السطحية الثابتة. سيظهر الإجراء يانابول ، طالب دراسات عليا من مجموعتي.

ابدأ بقالب لقناة الموائع الدقيقة. هذا هو نمط مقاوم للضوء ذو نغمة سلبية على رقاقة السيليكون. يتم توفير مزيد من التفاصيل من خلال نمط الطباعة الحجرية الضوئية المستخدم في إنشائه.

امزج 10 أجزاء من PDMS مع جزء واحد من نسبة حجم قاعدة المطاط الصناعي. ينزع الخليط في فرن مفرغ لمدة 15 دقيقة. بعد التفريغ ، خذ الخليط إلى القالب.

هناك ، اسكبه فوق مقاوم للضوء على رقاقة السيليكون. الآن ، قم بإزالة رقاقة السيليكون المغطاة لمدة 15 دقيقة أخرى. بعد ذلك ، قم بتسخين الرقاقة في حاضنة لترسيخ PDSM.

عندما يتم تبريد PDMS ، قم بإزالته من الرقاقة. قناة الموائع الدقيقة جاهزة للخطوات التالية في البروتوكول. قم بإعداد ركيزة لتصنيع محولات الطاقة.

في هذه الحالة ، استخدم رقاقة ليثيوم نيوبات قطرها أربع بوصات. في المغطي الدوار ، قم بتدوير الرقاقة بمقاومة للضوء الإيجابية. بعد ذلك ، استخدم الطباعة الحجرية الضوئية لتصميم مقاومة الضوء بشرائط 20 150 نانومتر في فتحة سنتيمترين.

بعد الطباعة الحجرية الضوئية ، هذا هو التصوير التخطيطي للتغيير في المقطع العرضي للركيزة. بمجرد تطوير المقاومة الضوئية ، قم برش 20 نانومتر من الكروم على الركيزة متبوعا ب 400 نانومتر من الألومنيوم. استخدم الأسيتون لإزالة طبقة الكروم والألمنيوم في المناطق غير المكشوفة.

خذ الركيزة للمعالجة السطحية في بلازما الأكسجين. استخدم نسبة النيتروجين إلى الأكسجين من اثنين إلى واحد مع 30 واط من الطاقة لمدة 60 ثانية. عند الانتهاء ، اعمل مع كل من الركيزة والقناة الدقيقة.

قم بمحاذاة القناة الدقيقة PDMS وربطها بركيزة نيوبات الليثيوم. اضغط على الاثنين معا لبضع ثوان لربطهما. ضع الجهاز المدمج في غرفة التسخين على حرارة 60 درجة لمدة ثلاث ساعات.

بعد تسخين الغرفة ، يكون الجهاز جاهزا للدراسات باستخدام الإثارة ثنائية التردد للموجات الصوتية السطحية القائمة. للملاحظات ، استخدم مجهرا مقلوبا مع الجهاز على خشبة المسرح. اجعل الرقاقة مع محولات الطاقة بين الرقميات على اتصال بالمسرح واجعل القناة الدقيقة في الأعلى.

قم بتوصيل محولات الطاقة بالإشارة المضخمة لمولد الوظائف. رتب لتمرير السوائل من مضخة الحقنة فوق محرك مغناطيسي. تحضير الحل للتجارب.

امزج أربعة حبات ميكرومتر من البوليسترين في ماء منزوع الأيونات. قم بتدوير الخليط في دوامة لمدة دقيقتين إلى ثلاث دقائق. اتبع ذلك عن طريق وضع الخليط في جهاز صوتي بالموجات فوق الصوتية لمدة 10 دقائق.

انقل الخليط إلى حقنة سعة ثلاثة ملليلتر. أضف أيضا شريط النمام إلى المحقنة. بعد ذلك ، ضع المحقنة على مضخة المحقنة.

تأكد من أن المحقنة فوق النمام المغناطيسي ومتصلة بمدخل الجهاز. اضبط معدل تدفق مضخة الحقنة على بضعة ميكرولترات في الدقيقة. الآن ، قم بقيادة الجهاز باستخدام التوافقي الأساسي والثالث لمحولات الطاقة بين الرقميات.

راقب الجسيمات الدقيقة المستقرة تحت المجهر وسجل الصور بالكاميرا الرقمية. ابدأ بدون إثارة وقم بتغيير فرق الطور بين الترددين. استخدم الصور المسجلة لتحديد تركيز الجسيمات الدقيقة في كل عقدة ضغط.

هذه مخطط لأشكال موجات الضغط لموجة صوتية سطحية ثابتة عند ترددات الإثارة 6.2 و 18.6 ميغا هرتز. المحور الرأسي هو الموضع على طول قناة صغيرة بعرض 300 ميكرومتر. تمثل المنحنيات نسب طاقة مختلفة ، النسبة المئوية للطاقة في الوضع الأساسي مقابل الطاقة الإجمالية البالغة 146 مللي واط.

فيما يلي قوة الإشعاع الصوتي المطبقة على أربعة كريات ميكرومترية في نفس القناة في ظل نفس ظروف الطاقة. عند نسبة طاقة أعلى من 90٪ ، تكون القوة دائما في طور وتنتج عقدة ضغط واحدة عند موضع 150 ميكرومتر في القناة. تظهر عقد إضافية لنسبة طاقة أقل من 90٪ عندما يتم وضع أربعة كريات ميكرومترية من البوليسترين في البداية على جدار القناة ، يتم تحديد حركتها من خلال نسبة الطاقة.

ملاحظة: بالنسبة لنسب الطاقة التي تزيد عن 90٪ ، تذهب الجسيمات إلى العقدة المركزية. بالنسبة لنسب الطاقة 90٪ وأقل ، فإنها تذهب إلى العقد الجانبية. مقارنة البيانات التجريبية ، المرسومة باستخدام الرموز ، مع عمليات المحاكاة المرسومة بخطوط متقطعة ، لموضع الجسيمات كدالة لنسبة الطاقة تسفر عن اتفاق جيد.

لاحظ أن هذا المخطط يوضح كلا من العقد الجانبية العلوية والسفلية. يتضح اتفاق مماثل في مخطط تركيز الجسيمات كدالة لنسبة الطاقة. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر ضبط الموجة الصوتية الدائمة في قناة الموائع الدقيقة عن طريق ضبط نسبة الطاقة للإثارة ثنائية التردد.

بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الهندسة الطبية الحيوية لاستكشاف التلاعب السريع والفعال والمرن بالجسيمات الدقيقة المساعدة في المختبرات على رقاقة. لا تنس أن العمل باستخدام الأدوات الكهربائية يمكن أن يكون خطيرا للغاية وأن الاحتياطات اللازمة لمنع الصدمة الكهربائية يجب دائما اتخاذ أثناء تنفيذ هذا الإجراء.