Mikropartikel Manipulation durch ständigen akustischen Oberflächenwellen mit Zweifrequenz-Erregungen

Zusammenfassung

Ein Protokoll für die Manipulation der Mikropartikel in einem mikrofluidischen Kanal mit einem Zweifrequenz-Erregung wird vorgestellt.

Zusammenfassung

Wir zeigen eine Methode zur Erhöhung der tuning Fähigkeit von einem ständigen akustische Oberflächenwellen (Tripadvisor) für Mikropartikel Manipulation in einem Lab-on-a-Chip (LOC) System. Die gleichzeitige Erregung der Grundfrequenz und seine dritte harmonische, die als Zweifrequenz-Anregung, um ein paar interdigital Transducer (IDTs) bezeichnet wird könnte eine neue Art von stehende Schallwellen in einem Mikrofluidik-Kanal erzeugen. Variation, die Kraft und die Phase der Erregung Zweifrequenz-Ergebnisse in einem rekonfigurierbaren Feld die akustische Strahlung Krafteinwirkung auf die Mikropartikel in der Microchannel Signale (z.B.die Anzahl und Lage der Knoten Druck und die Mikropartikel Konzentrationen an den entsprechenden Druck-Knoten). Dieser Artikel zeigt, dass die Fahrzeit von der Mikropartikel auf nur einem Knoten reduziert werden kann ~ 2-fold auf das Leistungsgewicht der Grundfrequenz größer als ca. 90 %. Im Gegensatz dazu gibt es drei Druck-Knoten in der Microchannel, wenn weniger als diese Schwelle. Des weiteren Anpassung der Anfangsphase zwischen der Grundfrequenz und die dritte harmonische Ergebnisse in andere Bewegung Preise der drei Tripadvisor Druck Knoten sowie des Anteils der Mikropartikel an jedem Druck-Knoten in der Microchannel. Es ist eine gute Übereinstimmung zwischen der experimentellen Beobachtung und der numerischen Vorhersagen. Diese neuartige Erregung Methode integrieren leicht und nicht-invasiv in das LOC-System, mit einem breiten Vertretbarkeit und nur ein paar Änderungen an der Versuchsaufbau.

Einleitung

LOC-Technologie integriert eine oder mehrere Funktionen auf einem Mikrochip für Biologie, Chemie, Biophysik und biomedizinischen Prozesse. LOC ermöglicht ein Labor-Setup im Maßstab kleiner als Sub-Millimeter, schnelle Reaktionsgeschwindigkeiten, eine kurze Reaktionszeit, hohe Prozesskontrolle, einen geringen Verbrauch (weniger Abfall, weniger Reagenzien Kosten und weniger erforderlichen Probenvolumen), einen hohen Durchsatz aufgrund Parallelisierung, eine Low cost in Zukunft Massenproduktion und kostengünstige Einwegartikel, einen hohen Sicherheitsstandard für chemische, radioaktive oder biologische Studien und die Vorteile eines kompakten und tragbaren Gerät

Protokoll

1. Vorbereitung des mikrofluidischen Kanals

1. Mischen Sie Poly-Dimethylsiloxane (PDMS) mit einem Elastomer Basis im Verhältnis 10:1.
2. Die Mischung in einem Vakuumofen entgasen und gießt es auf einem Silizium-Wafer mit einem negativen Ton Photoresist Muster auf der Oberseite.
3. Entgasen der gemusterten Silizium-Wafer wieder und Erhitzen Sie es bei 70 ° C für 3 h in einem Inkubator für Erstarrung.

2. Herstellung von Interdigital Transducer

1. Anzahlung 20 nm Cr und 400 nm Al auf einem Wafer LiNbO-₃ ; Muster 20 Streifen mit einer Breite von 150 µm und eine Blende von 2 cm auf einem Kunststoff-Ma....

Ergebnisse

Die Verteilungen der Schalldruck und die akustische Strahlung Kraft ein Tripadvisor auf die Zweifrequenz-Anregung (6.2 und 18,6 MHz) sind in Abbildung 1dargestellt. Hier tritt die Zweifrequenz-Anregung auf Polystyrol Mikropartikel (4 µm im Durchmesser) in einem mikrokanal mit einer Breite von 300 µm bei einer akustischen Leistung von 146 mW. Die daraus resultierende Schalldruck ist immer in Phase Wenn P₁ > 90 % so, dass nur ein Druck K.......

Diskussion

Die Mikropartikel-Bewegung in der Microchannel durch ein Tripadvisor auf die Zweifrequenz-Anregung wurde ausgiebig untersucht in dieser Studie, und eine Technik effektiv einstellbaren Strukturierung durch Variation der Zweifrequenz-Erregung Signale wurde entwickelt und getestet. Die Herstellung solch einer Wellenform ist leicht von den meisten Funktion Generatoren realisiert, und die Einstellung ist sehr bequem. Die S₁₂- und S₁₁-Frequenzgänge von vorgefertigten IDTs illustrieren mehrere resonanzmode.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Polydimethylsiloxan	Dow Corning	Sylgard 184
Polydimethylsiloxan Elastomer Base	Dow Corning	Sylgard 184
Silizium Wafer	Bonda Technology	SI8PSPD
Negativton Photolack	Microchem	SU-8
doppelseitig polierter LiNbO3 Wafer	University Wafer	Y-128&Grad;
positiver Fotolack	Nicolaus-Otto-Straß e	AZ 9260
Sauerstoff-Plasma	Harrick Plasma
Kunststoffmaske	Infinite Graphics