Summary
우리는 사용자가 여러 실험을 실행하고 디지털 미세 유체학에 대한 실습 경험을 얻을 수있는 교육 키트를 설명합니다.
Abstract
이 논문은 디지털 미세 유체학을 기반으로 하는 교육 키트에 대해 설명합니다. 루미놀 계 화학 발광 실험에 대한 프로토콜은 특정 예로 보고된다. 또한 증발을 방지하기 위해 초음파 분무기에 기반한 형광 이미징 기능과 폐쇄된 가습 인클로저를 갖추고 있습니다. 이 키트는 단기간에 전자 제품 및 납땜 교육을 최소화하면서 조립할 수 있습니다. 이 키트를 통해 학부생/대학원생과 매니아 모두 직관적인 방식으로 미세 유체학에서 실습 경험을 쌓고 디지털 미세 유체에 익숙해지도록 훈련할 수 있습니다.
Introduction
미세 유체학은 펨토리터에서 마이크로리터1에이르는 소량의 액체를 조작하기 위한 물리학, 화학, 생물학 및 엔지니어링 분야가 매우 학제간 분야입니다. 미세 유체학은 또한 매우 광범위하고 활동적인 분야입니다. 과학 검색의 웹은 거의 20,000 개의 출판물을 반환하지만 교육 도구2로미세 유체 의 사용에 대한 문헌 및 검토 논문이 충분하지 않습니다. 레게와 Fintschenko3,4에의해 오래된 리뷰 기사이기는하지만, 두 통찰력이 있습니다 . Legge는 칩3에실험실의 아이디어에 교육자 소개합니다. Fintschenko는 과학 기술 공학 수학 (STEM) 교육에서 미세 유체 교육 실험실의 역할을 지적하고 "미세 유체학을 가르치기"와 "미세 유체학사용"4로철학을 단순화했다. 라쿠스, 리델-크루스, 팜메의 최근 리뷰는 2019년 자연학 간 이외에 미세유체학도 매우 실무적인주제2라는점을 지적한다. 미세 유체 학의 연습과 관련된 실습 활동은 학생들에게 탐구 기반 학습에 빌려주며 과학 의사 소통 및 봉사 활동을위한 매력적인 도구입니다. 미세 유체학은 실제로 공식적이고 비공식적인 환경에서 과학 교육에 대한 많은 잠재력을 제공하며 현대 과학의 학제 간 측면에 대해 일반 대중을 열광시키고 교육하는 이상적인 "도구"이기도 합니다.
저비용 마이크로채널 장치, 종이 미세유체 및 디지털 미세 유체와 같은 예는 교육 목적으로 이상적인 도구입니다. 이러한 플랫폼 중 디지털 미세 유체는 디지털 미세 유체에 기반한 난해하고 동료 검토된 보고서가2가부족합니다. 여기서 우리는 여러 가지 이유로 디지털 미세 유체를 교육 도구로 사용할 것을 제안합니다. 첫째, 디지털 미세 유체는 작은 마이크로 혈관으로 물방울의 조작 및 사용법에 기초하기 때문에 마이크로 채널 기반 패러다임과 매우 구별됩니다. 둘째, 작은 물방울은 상대적으로 일반적인 전극 배열 플랫폼에서 조작되므로 디지털 미세 유체는 마이크로 전자 제품과 밀접하게 결합 될 수 있습니다. 사용자는 확장된 전자 부품 집합을 활용할 수 있으며, 이제 직접 할 수 있는 응용 프로그램에 액세스하여 물방울과 전자인터페이스할 수 있습니다. 따라서, 우리는 디지털 미세 유체학이 학생들이 이러한 독특한 측면을 경험하고 마이크로 채널 기반의 낮은 Reynold 번호 미세 유체 1에 충실지나치게 열린 마음을 할 수 있다고주장한다.
간단히 말해서, 디지털 미세 유체의 필드는 주로 가브리엘 Lippmann5,6에의해 처음 기술된 전기 습식 현상을 기반으로 합니다. 최근의 발전은 1990 년대 초에 베르게에 의해 시작되었다7. 그의 주요 기여는 전동 분해 문제를 제거하기 위해 금속 전극에서 전도성 액체를 분리하는 얇은 절연체를 도입하는 것입니다. 이 아이디어는 유전체 (EWOD)에 전기 습식으로 불려왔다. 그 후, 디지털 미세 유체는 여러 선구적인 연구원에 의해 대중화되었다8,9. 이제 임상 진단, 화학 및 생물학과 같은 포괄적인 응용 분야 목록은 디지털 미세 유체10,11,12에서 입증되었으며, 따라서 교육 환경에서 많은 예제를 사용할 수 있습니다. 특히, 저렴한 비용의 라인을 따라, 할 - 그것 - 자신 디지털 미세 유체, 압델가와드와 휠러는 이전에 디지털 미세 유체의 저렴한 비용, 빠른 프로토타이핑을보고했다 13,14. Fobel 등은 오픈 소스 디지털 미세 유체 제어 시스템15로DropBot을보고했습니다. Yafia 등은 또한 3D 인쇄 부품과 소형 전화16을기반으로 휴대용 디지털 미세 유체를 보고했습니다. 알리스타와 고덴츠는 또한 현장 효과 트랜지스터 어레이 및 DC 작동 17을 기반으로 하는 배터리 전원 OpenDrop 플랫폼을개발했습니다.
여기서, 우리는 사용자가 조립하고 디지털 미세 유체(그림 1)와실습 경험을 얻을 수 있도록 상업적으로 공급 인쇄 회로 기판 (PCB)를 기반으로 디지털 미세 유체 교육 키트를 제시한다. 디지털 디자인 파일에서 PCB를 만드는 서비스 요금은 널리 사용 가능하므로 디지털 디자인 파일을 공유할 수 있는 경우 교육용 저가형 솔루션이라고 생각합니다. 조립 프로세스를 단순화하고 사용자의 직관적인 인터페이스를 만들기 위해 구성 요소 및 시스템 설계를 꼼꼼하게 선택할 수 있습니다. 따라서 상단 플레이트의 필요성을 피하기 위해 2 플레이트 구성 대신 1 플레이트 구성이 사용됩니다. 구성 요소와 테스트 화학 물질을 모두 쉽게 사용할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 슈퍼마켓에서 음식 랩은 우리의 키트의 절연체로 사용됩니다.
키트의 타당성을 입증하기 위해 루미놀의 화학 발광을 기반으로 한 특정 화학 실험을 제안하고 프로토콜을 제공합니다. 희망은 케미발광의 시각적 관찰이 학생들을 흥분시키고 흥분시킬 수 있다는 것입니다. 루미놀은H2 O2와같은 산화제와 혼합할 때 푸른 빛을나타내며 일반적으로혈액(18)을검출하기 위해 법의학에 사용된다. 우리의 실험실 환경에서, 칼륨 페리시야니드는 촉매 역할을합니다. 루미놀은 수산화이온과 반응하여 다이아니온을 형성한다. 다이아니온은 이후 과산화수소의 산소와 반응하여 흥분된 상태에서 전자로 5-아미노프탈산을 형성하고, 흥분상태에서 지상 상태로 전자의 이완으로 인해 광자가 청색광의 파열로 볼 수 있습니다.
또한 발광 다이오드(LED)를 발광 광원으로 통합하는 것을 입증하기 위해 스마트폰을 사용하여 형광 이미징 실험을 보고합니다. 마지막으로, 액적 증발은 미세 유체 의 문제이지만 거의 해결되지 않습니다. (물방울 1μL은 열린 기판3에서1시간 이내에 손실됩니다.) 우리는 고주파 압압 트랜스듀서를 기반으로 분토미제를 사용하여 물을 미세 한 안개로 변환합니다. 이렇게 하면 액적 증발을 방지하고 장기(~1h) 액적 작동을 입증하는 가습된 환경을 만듭니다.
도 1: EWOD 설정의 회로도가 설정됩니다. (a)마이크로 컨트롤러는 EWOD 전극에 제어 서열을 제공하는 데 사용된다. 또한 습도가 제어됩니다. (b)PCB 레이아웃의 회로도. 전극, 형광 이미징, 저항기 및 현장 효과 트랜지스터(FET)에 대한 LED가 표지됩니다. 1cm의 스케일 바도 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 키트의 상단 보기. 마이크로 컨트롤러 보드, 고전압 공급 보드, EWOD PCB, 습도 센서 및 분무제에 레이블이 지정되어 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Protocol
1) 디지털 미세 유체 키트 조립
- 도 1b의회로도에 따라 표면 마운트 저항기, 트랜지스터 및 발광 다이오드를 PCB 보드에 납땜한다.
- 고전압 전원 공급 판의 출력을 납땜 부품과 PCB 보드에 연결합니다(그림2 및 보충 도 1).
- 전압 부스터 보드에 배터리를 연결하여 6V에서 12V로 전압을 향상시킵니다(그림2 및 보충 도 1).
- 고전압 공급 보드를 전압 부스터 보드에 연결하여 전압을 12 V에서 ~230 V로 향상시킵니다(그림2 및 보충 도 1).
- 습도 센서를 마이크로 컨트롤러 보드에 연결합니다. 초음파 압압 분무기 및 분무기 드라이버 보드를 마이크로 컨트롤러 보드(도 2 및 보충 도 1)에연결합니다.
- 전체 어셈블리를 치수 23cm x 20.5cm x 6cm의 아크릴 인클로저에 넣습니다.
- 코드(보충 코드)로마이크로 컨트롤러를 켜고 디지털 멀티미터를 사용하여 EWOD 전극의 전압을 측정하여 출력 전압이 ~230 V. 고전압 공급 보드의 가변 저항기를 조정하여 출력 전압이 ~230V(보조도 2)되도록한다.
2) 전극 배열에 절연체의 준비
- 깨끗한 니트릴 장갑을 착용하십시오. 마이크로파이펫을 사용하여 전극 영역에 5 cSt 실리콘 오일의 ~10 μL을 적용하고 손가락을 사용하여 전극 영역에 실리콘 오일을 고르게 퍼뜨리는 경우. 실리콘 오일은 전극과 식품 랩 절연체 사이의 충전 역할을하며 에어갭을 방지합니다.
- 약 2.5cm x 4cm의 치수로 푸드 랩을 자르고 전극 위에 놓습니다. 마이크로파이펫을 사용하여 전극 영역에 5 cSt 실리콘 오일의 ~10 μL을 적용하고 손가락을 사용하여 실리콘 오일을 고르게 퍼뜨리도록 합니다. 실리콘 오일은 절연체 위에 소수성 층역할을 합니다.
3) 루미놀을 기반으로 한 화학 발광 실험
- 용액을 얻기 위해 유리 교반기와 비커에 25 mL의 루미놀과 NaOH의 1.6 g를 혼합.
- 과산화수소 3%의 20mL와 이전 단계에서 용액의 20mL를 혼합합니다.
- 마이크로피펫을 사용하여 표적 전극의 이전 단계에서 루미놀 용액의 2-5 μL을 배치한다.
- 마이크로 피펫을 사용하여 전극에 칼륨 페리시야니드를 0.1%w/w의 10 μL을 배치합니다. 이것은 전기 습식을 위해 이동해야 할 액적입니다.
- 마이크로 컨트롤러를 켜서 륨 페리시야니드의 10 μL 액적을 이동하여 루미놀과 병합합니다.
4) 형광 화상 진찰 실험
- ~ 1cm x 1cm의 치수로 반투명 테이프 조각을 잘라냅니다. 발광 다이오드와 EWOD 전극 사이에 반투명 테이프를 놓습니다.
- 테이프와 함께 스마트 폰의 카메라에 방출 색상 유리 필터를 부착합니다.
- 수성 에탄올 (3 % w / w) 용액에 2.5 mg의 형광이이소이소정제를 섞는다.
- 파이펫 ~10 μL의 용액은 전극 중 하나에 대한 이전 단계로부터.
- 마이크로 컨트롤러를 켭니다.
- 스마트폰을 사용하여 물방울 작동 비디오를 녹화합니다.
5) 초음파 분무기와 장기 물방울 작동 실험
- 초음파 분무기에 물 1 mL을 놓습니다. 코드는 임계값 피드백 알고리즘을 사용하여 습도 수준을 90% 이상 유지하도록 작성되었습니다.
- 마이크로파이프와 함께 10 μL 방울을 놓습니다. 마이크로 컨트롤러를 켜고 인클로저의 뚜껑을 즉시 닫습니다.
- ~1h 기다립니다. 물방울 작동을 시각적으로 확인합니다.
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Representative Results
액적 작동은 스마트폰으로 기록됩니다. 화학 발광 및 형광 화상 진찰에 대한 대표적인 결과는 도 3 및 도 4에표시됩니다. 화학 발광 실험의 경우, 10 μL 페리시야니드의 액적은 도 3에도시된 바와 같이 표적 전극에 미리 기탁된 2 μL 액적과 함께 이동하고 혼합하도록 작동된다. 연속된 움직임 사이의 기간은 4s로 설정되어 있어 쉽게 관찰할 수 있을 만큼 느립니다. 루미놀 용액(과산화수소)과 칼륨 페리시야니드를 혼합하여 발생하는 청색광의 파열은 주변 광하에서도 육안으로 볼 수 있습니다. 도 4에전시된 형광 화상 진찰의 경우, 실험은 어둠 속에서 수행될 필요가 있다. 반투명 테이프는 디퓨저 역할을 하여 발광광을 방울에 고르게 분배합니다. 형광에서 방출된 광은 스마트폰 카메라에 부착된 저비용 배출 필터로 여과됩니다. 이 화상 진찰 계획은 일반적인 벤치 탑 형광 현미경에 있는 일반적인 이색 거울 기지를 둔 계획 보다는 간단합니다. 장기(~1h) 실험의 경우, 도 5a에도시된 바와 같이 성공적인 물방울 작동을 관찰할 수 있다. 도 5b는 초음파 분무기의 작용하에 대표적인 습도 데이터를 나타낸다. 우리는 또한 분무기의 유무부 직경을 측정합니다. 분무제없이 액적 직경은 4.0mm에서 2.2 mm로 줄어들고 실온에서 10 μL에서 6 μL로 볼륨이 변경되고 주변 상대 습도는 ~57 %입니다. 분무기를 사용하면 액적 직경이 4mm에서 3.1mm로 줄어들고 실온과 주변 상대 습도 >90%에서 10 μL에서 8 μL로 볼륨이 변경됩니다.
그림 3: 물방울 운동과 화학 발광의 스냅 샷. t = 12s에서 루미놀과 칼륨 페리시야니드를 혼합하면 청색광이 눈에 띄게 터집니다. 1cm의 스케일 바도 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 형광 이미징 기능과의 통합. (a)설정의 회로도. LED는 흥분의 광원 역할을 합니다. 반투명 투명 오피스 테이프는 가벼운 디퓨저 역할을 합니다. 배출 필터는 스마트폰 카메라에 직접 부착됩니다. (b)형광이소인 이소티오카네이트를 함유하는 액적물의 형광 화상 진찰. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 초음파 분무기와 습도 제어 하에서 물방울 작동. (a)1 h 후 방울 운동의 스냅 샷. 1cm의 스케일 바도 표시됩니다. (b)초음파 분무기의 작용하에 상대 습도 대 시간. 화살표는 임계값 알고리즘으로 인해 분토미제가 꺼져 있음을 나타냅니다. 상대 습도에 대한 임계값은 90%로 설정됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
보충 도 1: 배선 회로도. 마이크로 컨트롤러 와 고전압 전원 공급 장치는 배터리로 구동됩니다. 모든 작업은 마이크로 컨트롤러 보드로 오케스트레이션됩니다. 분무기는 드라이버 보드에 의해 활성화됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보조 도 2: 고전압 스위칭 회로. 저항기를 가진 고전압 금속 산화물 반도체 필드 효과 트랜지스터 (MOSFET)는 EWOD 전극을 전환하는 데 사용됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 표 1: 키트의 구성 요소의 비용 추정. 트랜지스터, 저항기, 발광 다이오드와 같은 구성 요소의 단가는 10 ~ 100 개의 구성 요소팩의 대량 가격에서 추정됩니다. 비용은 사용자 지정 아크릴 인클로저를 제외합니다. 이 테이블을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
추가 코드: 액적 이동 및 초음파 분무기에 대한 작동을 가능하게 하는 사용자 정의 스크립트로 액적 환경을 가습합니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
여기에 설명된 절차는 독자가 액적 작동을 위해 작동하는 EWOD 시스템을 조립하고 테스트하고 미세 유체와 실습 할 수 있게 합니다. 우리는 의도적으로 비싼 구성 요소와 화학 샘플을 피합니다. 현재, 하나의 키트는 사용자 정의 아크릴 인클로저(보충 표 1)를제외한 형광 이미징 및 마이크로 컨트롤러용 광학 색상 유리인 가장 비싼 구성 요소인 ~$130을 위해 구성될 수 있다. 이러한 비용을 위해, 형광 화상 진찰 기능 및 분무기에 근거를 둔 액티브 한 습도 환경 통제도 포함됩니다. (일반적인 형광 현미경은 ~ $ 1,50019이상 비용이 들며, 심지어 저가의 디지털 형광 현미경은 $ 300입니다.) 이러한 저렴한 비용으로 인해 대규모 교육 환경에서 키트가 실용적입니다. 비교를 위해 Dropbot은 현재 ~$5,00020의 비용이 들며 OpenDrop 플랫폼비용은 ~$1,0002입니다. 이러한 플랫폼의 비교 요약은 표 1에서제공됩니다.
| 드롭봇, 오픈드롭 및 교육 키트 간의 비교 | |||
| 드롭봇 | 오픈 드롭 | 교육 키트 | |
| 전극 기판 | 유리 기판 | PCB | PCB |
| 코팅 기술 | 진공 증착 | 박막과 오일 | 푸드 랩 및 오일 |
| 작동 신호 | ac (10kHz, 일반) | 직류 | 직류 |
| 운전 전자 제품 | HV 앰프 및 릴레이 어레이 | 필드 효과 트랜지스터 | 필드 효과 트랜지스터 |
| 가습기 환경 | 없음 | 없음 | 예. 분무기사용 |
| 이미징 기능 | 외부 현미경 | 외부 현미경 | 예. 스마트 폰 |
| 비용 | $5,000 | $1,000 | $100 |
표 1: Dropbot, OpenDrop 및 교육 키트 간의 비교.
교육 키트 사용의 타당성을 평가하기 위해 13명의 학부생에게 다양한 배경을 요청했습니다. 그들의 전공으로는 물리학, 생물학, 화학 공학, 의학, 재료 과학, 기계 공학 및 전기 공학이 포함됩니다. 우리는 의도적으로 학생들이 전기 공학에서 지나치게 와서 전기 공학전공의 한 학생만 배치하는 상황을 피하려고 노력합니다. 우리는 PCB에 부품을 납땜하고 2 시간 이내에 우리의 키트에 최종 테스트 물방울 작동을 지시했습니다. 전기 공학을 제외한 학생은 납땜에 대한 이전의 경험이 없습니다. 결국, 우리는 통계를 수집합니다. 성공률은 62%입니다. 우리는 표면 마운트 구성 요소를 납땜하는 것이 키트의 성공적인 조립의 병목 현상 과정이라는 것을 발견했습니다. 일반 지침은 다음과 같습니다. Fintschenko는 도구 나 실험은 할 - 그것 - 자신 경계와 블랙 박스 경계 사이의 스펙트럼 어딘가에 속한다고 지적했다. 예를 들어, 전기 공학 배경과 같은 학생들의 측면에서 엔지니어링 경험이 증가함에 따라 더 많은 실험실 세션이 직접 할 수 있는 맛을 느낄 수 있습니다. 그러나 화학, 생물학 및 생화학과 같은 전자 기술 면에서 경험이 부족한 학생들은 강사가 미리 조립한 키트로 스펙트럼의 블랙 박스 끝에 이점을 얻을 수 있습니다.
참고로 사용할 수 있는 액체 물방울의 파라미터 범위를 설명하려고 합니다. 크기에 대해, 우리는 최대 및 최소 액체 부피를 각각 16 μL 및 8 μL로 테스트했으며 명목 액체 부피가 ~10 μL을 채택했습니다. 우리는 액체를 수성 용액으로 제한하고 폴리머 식품 랩 절연체의 부식을 피하기 위해 유기 용매를 피했습니다. 우리는 또한 테이블 설탕및 소금과 같은 일반적으로 이용 가능한 액체 시스템을 골랐습니다 이온 농도, PH 값, 밀도 및 점도와 같은 매개 변수의 범위를 커버하기 위하여. 결과는 표 2로요약됩니다. 이러한 테스트 중, 우리는 다른 표면 장력 상대 상수를 유지하면서 방울의 최대 점도를 테스트 하는 수단으로 글리세롤 물 혼합물을 선택 했습니다. 글리세롤의 최대 중량 백분율과 대응하는 점도를 ~40% 및 3.5 cp21로결정한다. 최대 1M의 최대 작동 이온 농도는 염화나트륨으로 테스트됩니다. PH 값은 아세테이트, 구연산 및 KOH 용액으로 테스트됩니다.
| 액체 시스템 | 키 매개 변수 | 작업 범위 |
| 글리세롤 물 혼합물 | 점도 | 글리세롤 40% wt 또는 3.5 CPS |
| 물에 있는 자당 | 밀도 | 최대 60% wt |
| 물에 희석된 구연산 | PH 값 | PH=3만큼 낮음 |
| 아세트산 | PH 값 | PH=4만큼 낮음 |
| 코 | PH 값 | PH= 11 |
| 소금 | 이온 성 응창 | 10mM ~ 1M |
표 2: 키트에서 테스트된 액체 시스템, 파라미터 및 작동 범위의 범위입니다.
여기에서, 우리는 잠시 물방울 작동에 관련된 물리학을 토론합니다. 전기 기계적 파생을 사용하여, 구동력은 주파수 및 액적 위치의 함수로서 이 에너지 용어의 분화로부터 시스템에 저장된 에너지 용량에 기초하여 도출될 수 있다. 임계 주파수, fc는 각 장치 형상/액체조합(21)에대해 계산할 수 있다. 이 주파수 아래에는 온도 역학 적 방법으로 예상된 것으로 추정된 힘이 감소합니다. 이 정권에서는 액적에 작용하는 힘이 작동형 전극쪽으로 정전기적으로 당겨지는 3상 접촉선 근처에 축적된 전하에서 발생합니다. 임계 주파수 위에 액체 이전기성 힘이 지배하여 액적을 활성화된 전극쪽으로 당깁니다. 실험에서 우리는 DC 작동을 사용하므로 작동이 이 임계 주파수 보다 낮기 때문에 3단계 접촉 선은 작동식 전극쪽으로 정전기적으로 당겨져 있습니다.
결론적으로, 전체 실험은 독자에게 디지털 미세 유체에 대한 실습 노출을 제공하도록 설계되었습니다. 보다 구체적으로 말하자면, 이 키트는 학생들이 광학, 전자 제품 및 유체공학을 배울 수 있도록 하여 고위 수준의 전기 공학 및 기계 공학 분야의 모든 실험실 과정에 적합합니다. 또한, 특정 화학발광 실험은 고위 수준에서 화학 또는 화학 공학 실험 과정에 사용될 수 있다. 여기에 설명된 실험은 실제 시나리오의 단순화된 버전이지만 다른 실험으로 간단하게 확장할 수 있습니다. 예를 들어 종이 테스트 키트를 결합하고 액적을 용지로 이동하여 흡착할 수 있습니다. 또한 마이크로프로세서와 다른 대화형 I/O 장치를 쉽게 결합하여 보다 정교한 디지털 제어 및 프로그래밍 기능을 제공할 수 있습니다. 우리는 여기에 프로토콜이 더 분야에 대한 지식을 발전시키기 위해 전자 제품을 배우고 적용하는 비 전문 매니아에게 도움이 될 수 있다고 생각합니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없습니다.
Acknowledgments
Y. T. Y. 보조금 번호에 따라 과학기술부의 자금 지원을 인정하고 싶습니다 107-2621-M-007-001-MY3 및 국립 칭화 대학 보조금 번호 109Q2702E1. 에단츠 그룹(https://en-author-services.edanzgroup.com/ac)의 마크 크반은 이 원고초안을 편집했다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acrylic enclosure | LOCAL vendor | 23cm x 20.5 cm x 6cm | |
| Ardunion Uno | Arduino | UNO | microcontroller board |
| acetic acid | Sigma Alrich | 695092-100ML | |
| Breadboard | MCIGICM | 400tie | 4 cm x 7 cm, 400 Points Solderless Breadboard, a pack of 4 |
| BSP89 H6327 Infineon MOSFET | Mouser | 726-BSP89H6327 | drain soure breakdown voltage 240V,on resistance 4.2 ohm |
| citrid acid | sigma Alrich | 251275-100G | |
| Color glass filter | Thorlabs | FGL 530 | color glass filter for fluorescent imaging |
| DHT11 temperature & humidity sensor | adafruit | ||
| Digital multimeter | Fluke | 17B | |
| Fluorescein isothiocyanate isomer I | sigma Alrich | F7250-50MG | 50 mg price, fluorescent imaging |
| Glycerol | Sigma Alrich | G9012-500ML | |
| High voltage power supply for Nixe tube | Vaorwne | NCH6100HV | High voltage power max dc 235V |
| LM2596 voltage booster circuit | boost voltage from 5V to 12 V | ||
| Luminol | Sigma Alrich | 123072-5G | 5 g for $110 |
| Pippet | Thermal Fisher | 1- 10 ul | |
| Printed circuit board | Local vender | 10 piece for $60 | |
| Plastic food wrap | Kirkland | Stretch-tite | food wrap Plastic food wrap |
| Potassium ferricynide | Merck | 104982 | 1 kg |
| 1N Potassium hydroxide solution (1 mol/l) | Scharlau | 1 Liter | |
| Clear Office tape 3mm | 3M Scotch | semi-transparent, used as diffuser for illumination | |
| salt | Great Value Iodized Salt | 6 oz for $7 salt from supermarket | |
| Silicone oil (5Cst) | Sigma Alrich | 317667-250ML | top hydrophobic layer & filling layer between electrode and insulator |
| sucrose | table sugar from any supermarket, 6 dollar per pound | ||
| Surface mount blue LED | oznium | 3528 | Oznium 20 Pieces of PLCC-2 Surface Mount LEDs, 3528 Size SMD SMT LED - Blue |
| Surface mount resistor 180k Ohm | Balance World Inc | 3mm x 6 mm 1watt | |
| Surface mount resistor 510Ohm | Balance World Inc | bias resistor for LED, 3mmx6mm 1watt | |
| Water atomizer | Grove | operating frequency 100 kHz supply votage 5V max 2W The kit comes with ultrasonic transducer | |
| high voltage transistor | |||
References
- Convery, N., Gadegaard, N.
- Rackus, D. G., Ridel-Kruse, I. H., Pamme, N. Learning on a chip: Microfluidics for formal and informal science education. Biomicrofluidics. 13, 041501 (2019).
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- Mugele, F., Baret, J. -C. Electrowetting: from basics to applications. Journal of Physics: Condensed Matter. 17, 705-774 (2005).
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- Pollack, M. G., Fair, R. B., Shenderov, A. D. Electrowetting-based actuation of liquid droplets for microfluidics applications. Applied Physics Letters. 77, 1725 (2000).
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