Summary
Vi beskriver ett utbildningskit som gör det möjligt för användare att utföra flera experiment och få praktisk erfarenhet av digital mikrofluidik.
Abstract
Detta dokument beskriver ett utbildningskit baserat på digital mikrofluidik. Ett protokoll för luminol-baserade chemiluminescence experiment rapporteras som ett specifikt exempel. Den har också fluorescerande bildframställningsförmåga och slutna fuktade höljen baserat på en ultraljudsatomiserare för att förhindra avdunstning. Satsen kan monteras inom kort och med minimal utbildning i elektronik och lödning. Satsen gör det möjligt för både studenter och entusiaster att få praktisk erfarenhet av mikrofluidik på ett intuitivt sätt och utbildas för att få kännedom om digitala mikrofluidik.
Introduction
Mikrofluidik är ett mycket tvärvetenskapligt område som kombinerar fysik, kemi, biologi och teknik för manipulering av små volymer vätskor som sträcker sig från femtoliter till mikroliter1. Mikrofluidik är också ett mycket brett och aktivt område; en Web of Science-sökning returnerar nästan 20 000 publikationer och ändå finns det otillräcklig litteratur och granska artiklar om användningen av mikrofluidik som utbildningsverktyg2. Det finns två insiktsfulla, om än föråldrade recensionsartiklar av Legge och Fintschenko3,4. Legge introducerar pedagoger till idén om ett labb på ett chip3. Fintschenko påpekade rollen som mikrofluidik undervisningslabb i science technology engineering mathematics (STEM) utbildning och förenklade filosofierna till "lära mikrofluidik" och "använda mikrofluidik"4. En nyare granskning av Rackus, Ridel-Kruse och Pamme under 2019 påpekar att mikrofluidik, förutom att vara tvärvetenskapliga till sin natur, också är ett mycket praktisk ämne2. Den praktiska aktiviteten i samband med mikrofluidik ger eleverna möjlighet till undersökningsbaserat lärande och gör det till ett engagerande verktyg för vetenskapskommunikation och uppsökande verksamhet. Mikrofluidik erbjuder verkligen mycket potential för vetenskaplig utbildning i både formella och informella miljöer och är också ett idealiskt "verktyg" för att locka och utbilda allmänheten om den tvärvetenskapliga aspekten av modern vetenskap.
Exempel som billiga mikrokanalenheter, pappersmikrofluidik och digitala mikrofluidik är idealiska verktyg för utbildningsändamål. Bland dessa plattformar är digital mikrofluidik fortfarande esoteriska och peer-reviewed rapporter baserade på digitala mikrofluidik saknas2. Här föreslår vi att digitala mikrofluidik används som utbildningsverktyg av flera skäl. För det första skiljer sig digitala mikrofluidik mycket från mikrokanalbaserat paradigm eftersom det bygger på manipulering av dropparna och användning av dropparna som diskreta mikrovessels. För det andra manipuleras droppar på relativt generiska elektrodmatrisplattformar så att digitala mikrofluidik kan kopplas intimt med mikroelektronik. Användare kan utnyttja en utökad uppsättning elektroniska komponenter, som nu är mycket tillgängliga för gör-det-själv-applikationer för att elektroniskt samverka med droppar. Därför hävdar vi att digitala mikrofluidik kan låta eleverna uppleva dessa unika aspekter och vara öppna för att inte alltför ofta hålla sig till mikrokanalbaserad låg Reynold antal mikrofluidik1.
Kortfattat är området digital mikrofluidik till stor del baserat på elektrowettingfenomenet, som först beskrevs av Gabriel Lippmann5,6. Den senaste utvecklingen initierades av Berge i början av 1990-talet7. Hans viktigaste bidrag är idén att införa en tunn isolator för att separera den ledande vätskan från metalliska elektroder för att eliminera problemet med elektrolys. Denna idé har kallats elektrowetting på dielektrisk (EWOD). Därefter populariserades den digitala mikrofluidiken av flera banbrytande forskare8,9. Nu har en omfattande lista över tillämpningar, till exempel inom klinisk diagnostik, kemi och biologi, bevisats på digital mikrofluidik10,11,12 och därför finns gott om exempel tillgängliga för en utbildningsmiljö. I synnerhet, i linje med låg kostnad, gör-det-själv digitala mikrofluidik, Abdelgawad och Wheeler har tidigare rapporterat billiga, snabba prototyper av digitala mikrofluidik13,14. Fobel et al., har också rapporterat DropBot som en öppen källkod digitala mikrofluidiska styrsystem15. Yafia et al., rapporterade också en bärbar digital mikrofluidik baserad på 3D-utskrivna delar och mindre telefon16. Alistar och Gaudenz har också utvecklat den batteridrivna OpenDrop-plattformen, som är baserad på fälteffekttransistormatrisen och dc-akten17.
Här presenterar vi ett digitalt mikrofluidik utbildningskit baserat på kommersiellt askaffat kretskort (PCB) som gör det möjligt för användaren att montera och få praktisk erfarenhet av digital mikrofluidik (Figur 1). Avgift för service för att skapa PCB från digitala designfiler är allmänt tillgänglig, och därför tror vi att det är en livskraftig lågkostnadslösning för utbildning förutsatt att digitala designfiler kan delas. Noggrant val av komponenter och systemdesign görs för att förenkla monteringsprocessen och göra ett gränssnitt med användarens intuitiva. Därför används en konfiguration med en platta istället för en konfiguration med två platta för att undvika behovet av en toppplatta. Både komponenterna och testkemikalierna måste vara lättillgängliga. Till exempel används matfolie från snabbköpet som isolator i vårt kit.
För att bevisa genomförbarheten av vårt kit föreslår vi ett specifikt kemiexperiment baserat på chemiluminescens av luminol och tillhandahålla protokollet. Förhoppningen är att visuell observation av chemiluminescens kan locka och locka studenter. Luminol är en kemikalie som uppvisar en blå glöd när den blandas med ett oxiderande medel som H2O2 och används vanligtvis i kriminalteknik för att upptäcka blod18. I vår laboratoriemiljö fungerar kalium ferricyanid som katalysator. Luminol reagerar med hydroxidjonen och bildar en dianion. Dianion reagerar därefter med syre från väteperoxid för att bilda 5-aminoftalsyra med elektroner i ett upphetsadt tillstånd, och avslappning av elektroner från det upphetsade tillståndet till marktillståndet resulterar i fotoner synliga som en explosion av blått ljus.
Vi rapporterar också ett fluorescerande bildexperiment med en smart telefon för att demonstrera integrationen av en lysdiod (LED) som excitationsljuskälla. Slutligen är droppavdunstning ett problem inom mikrofluidik men behandlas sällan. (En 1 μL vattendroppe går förlorad inom 1 timme från ett öppet substrat3.) Vi använder en finfördelare baserad på en högfrekvent piezo-givare för att omvandla vatten till fin dimma. Detta skapar en fuktad miljö för att förhindra droppavdunstning och visar långsiktig (~ 1 h) droppaktuation.
Figur 1:Schematik för EWOD-uppsättningen. (a) En mikrokontroller används för att tillhandahålla en styrsekvens till EWOD-elektroden. Luftfuktigheten är också kontrollerad. b)Ritningar över mönsterkortslayouten. Elektroder, LED för fluorescerande avbildning, motstånd och fälteffekttransistorer (FET) är märkta. Skalbar på 1 cm visas också. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Bild 2: Satsens överst. Mikrokontrollerkort, högspänningsförsörjningskort, EWOD PCB, fuktighetssensor och finfördelare är märkta. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1) Montering av det digitala mikrofluidikpaketet
- Löd ytmonteringsmotstånden, transistorerna och lysdioderna på kretskortet enligt ritningarna i figur 1b.
- Anslut högspänningsnätets utgång till kretskortet med lödda komponenter (figur 2 och kompletterande figur 1).
- Anslut batteriet till spänningsförstärkarkortet för att öka spänningen från 6 V till 12 V (figur 2 och kompletterande figur 1).
- Anslut högspänningsnätet till spänningsförstärkarkortet för att öka spänningen från 12 V till ~230 V (figur 2 och tilläggsfigur 1).
- Anslut fuktsensorn till mikrokontrollerkortet. Anslut ultraljud piezo-finfördelaren och förarkortet för finfördelare till mikrokontrollerkortet(figur 2 och kompletterande figur 1).
- Placera hela enheten i akrylhöljet med måtten 23 cm x 20,5 cm x 6 cm.
- Slå på mikrokontrollern med koden(tilläggskod)och använd den digitala multimetern för att mäta spänningen hos EWOD-elektroden för att se till att utgångsspänningen är ~230 V. Justera högspänningskortets variabla motstånd så att utgångsspänningen är ~230 V (kompletterande figur 2).
2) Förberedelse av isolator på elektrodmatrisen
- Använd rena nitrilhandskar. Använd en mikropipett för att applicera ~10 μL 5 cSt silikonolja på elektrodområdet och använd ett finger för att sprida silikonoljan jämnt på elektrodområdet. Observera att silikonoljan fungerar som fyllning mellan elektrod och matomslagsisolator och för att undvika luftgap.
- Skär en bit matfolie med dimensioner på ca 2,5 cm x 4 cm och placera den ovanpå elektroden. Använd mikropipetten för att applicera ~10 μL 5 cSt silikonolja på elektrodområdet och använd ett finger för att sprida silikonoljan jämnt. Observera att silikonoljan fungerar som ett hydrofobiskt skikt ovanpå isolatorn.
3) Chemiluminecence experiment baserat på luminol
- Blanda 0,25 g luminol och 1,6 g NaOH i 25 ml avjoniserat vatten i en bägare med en glasomrörare för att få en lösning.
- Blanda 20 ml av lösningen från föregående steg med 20 ml 3% väteperoxid.
- Använd en mikropipett för att placera 2-5 μL av luminolen från föregående steg på målelektroden.
- Använd en mikropipett för att placera 10 μL 0,1% w/w kalium ferricyanid på elektroden. Observera att detta är droppen som ska flyttas för elektrowetting.
- Slå på mikrokontrollern för att flytta 10 μL droppen kalium ferricyanid för att smälta samman med luminolen.
4) Fluorescerande bildexperiment
- Skär en bit halvtransparent tejp med måtten ~1 cm x 1 cm. Placera den halvgenomskinliga tejpen mellan excitationsljusdioden och EWOD-elektroderna.
- Fäst avgasglasfiltret på den smarta telefonens kamera med tejp.
- Blanda 2,5 mg fluorescein isothiocyanat i vattenhaltig etanollösning (3% w/w).
- Pipett ~10 μL av lösningen från föregående steg på en av elektroderna.
- Slå på mikrokontrollern.
- Använd den smarta telefonen för att spela in en video av droppe-häftning.
5) Långvarig droppe aktuation experiment med ultraljud atomizer
- Placera 1 ml vatten på ultraljudsatomeraren. Observera att koden är skriven för att använda en algoritm för tröskelåterkoppling för att upprätthålla en fuktighetsnivå över 90%.
- Placera en droppe på 10 μL med en mikropipett. Slå på mikrokontrollern och stäng omedelbart locket på höljet.
- Vänta i ~1 h. Kontrollera visuellt droppe-häftningen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Droppen spelas in med en smart telefon. Representativa resultat för kemiluminescens och fluorescerande avbildning visas i figur 3 och figur 4. För chemiluminescensexperimentet aktiveras droppen på 10 μL ferricyanid för att röra sig och blandas med fördeponerad 2 μL droppe på målelektroden enligt figur 3. Tidsperioden mellan successiv rörelse är inställd på att vara 4 s, tillräckligt långsam för enkel observation. Observera att sprängningen av blått ljus till följd av blandning av luminollösning (med väteperoxid) med kalium ferricyanid kan ses med blotta ögat även under omgivande ljus. För fluorescerande avbildning som visas i figur 4måste experimentet utföras i mörker. Den halvtransparenta tejpen fungerar som diffusor för att jämnt fördela excitationslampan på droppen. Det avgivna ljuset från fluorescensen filtreras med ett lågkostnadsfilter som är anslutet på den smarta telefonkameran. Detta bildschema är enklare än det vanliga tärande spegelbaserade schemat i ett typiskt bänkskiva fluorescensmikroskop. För ett långsiktigt (~1 h) experiment kan framgångsrik droppe-häftning observeras enligt figur 5a. Figur 5b visar representativa fuktighetsdata under verkan av en ultraljudsatomerare. Vi mäter också droppdiametern med och utan finfördelare. Utan finfördelare krymper droppdiametern från 4,0 mm till 2,2 mm och volymen ändras från 10 μL till 6 μL vid rumstemperatur och omgivande relativ luftfuktighet på ~ 57%. Med finfördelare krymper droppdiametern från 4 mm till 3,1 mm och volymen ändras från 10 μL till 8 μL vid rumstemperatur och omgivande relativ luftfuktighet >90%.
Figur 3:Ögonblicksbild av dropprörelser och kemisk luminiscens. Vid t = 12 s resulterar blandning av luminol med kalium ferricyanid i en synlig explosion av blått ljus. Skalbar på 1 cm visas också. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 4:Integration med fluorescerande bildkapacitet. En lysdiod fungerar som ljuskälla för excitation. Ett halvgenomskinligt klart kontorsband fungerar som en ljusspridare. Utsläppsfiltret är direkt anslutet till den smarta telefonkameran. b)Fluorescerande avbildning av droppen som innehåller fluorescein isothiocyanat. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 5:Droppe-häftning under fuktighetskontroll med ultraljudsatomiserare. (a) Ögonblicksbild av dropprörelser efter 1 timme. Skalbar på 1 cm visas också. b)Relativ fuktighet kontra tid under den ultraljudsatomiserares verkan. En pil indikerar att finfördelaren är avstängd på grund av tröskelalgoritmen. Tröskeln för relativ luftfuktighet är inställd på 90%. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Kompletterande figur 1: Kopplingsscheman. Mikrokontroller och högspänningsnät drivs av ett batteri. All drift är orkestrerad med mikrostyrenhetskort. Finfördelaren aktiveras av förarkortet. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Kompletterande figur 2: Högspänningsbrytare. En högspänningsmetalloxid halvledarfält effekt transistor (MOSFET) med motstånd används för att byta EWOD elektrod. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Tilläggstabell 1: Kostnadsuppskattning av komponenter i vårt kit. Enhetskostnaden för komponenter som transistorer, motstånd, lysdiod uppskattas från bulkpriset på en förpackning på 10 till 100 komponenter. Kostnaden exkluderar den anpassade akrylhöljet. Klicka här för att ladda ner den här tabellen.
Tilläggskod: Anpassat skript för att möjliggöra aktivering för dropprörelsen och ultraljudsatomiseraren för att fukta droppmiljön. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Förfarandet som beskrivs här gör det möjligt för läsaren att montera och testa ett fungerande EWOD-system för droppaktivering och få praktisk erfarenhet av mikrofluidik. Vi undviker avsiktligt dyra komponenter och kemiska prover. För närvarande kan ett kit konstrueras för ~ $ 130 med den dyraste komponenten är optiskt färgglas för fluorescerande avbildning och mikrokontroller exklusive det anpassade akrylhöljet(tilläggstabell 1). För en sådan kostnad ingår också en fluorescerande bildkapacitet och en aktiv fuktmiljökontroll baserad på finfördelare. (Ett typiskt fluorescensmikroskop kostar mer än ~ $ 1,50019, och till och med ett billig digitalt fluorescensmikroskop kostar $ 300.) Dessa låga kostnader gör vårt kit praktiskt för en storskalig utbildningsmiljö. Som jämförelse kostar Dropbot för närvarande ~ $ 5,00020 och OpenDrop-plattformen kostar ~ $ 1,0002. En sammanfattning av jämförelsen av dessa plattformar ges i tabell 1.
| Jämförelse mellan Dropbot, OpenDrop och Education kit | |||
| DropBot (dropbot) | OpenDrop (öppnaDrop) | Utbildningskit | |
| Elektrod substrat | glassubstrat | Pcb | Pcb |
| Beläggningsteknik | Vakuumdeposition | tunn film och olja | Matomslag och olja |
| Aktivera signal | ac (10kHz, typiskt) | Dc | Dc |
| Kör elektronik | HV-förstärkare och relämatris | Transistor för fälteffekt | Transistor för fälteffekt |
| Fuktig miljö | Ingen | Ingen | Ja. Med finfördelare |
| Bildframställningskapacitet | Externt mikroscpe | Externt mikroscpe | Ja. Med smart telefon |
| Kostnad | $5,000 | $1,000 | $100 |
Tabell 1: Jämförelse mellan Dropbot, OpenDrop och vårt utbildningskit.
För att utvärdera genomförbarheten av användningen av vårt utbildningskit har vi efterfrågat 13 grundstuderande med olika bakgrund. Deras huvudämne inkluderar fysik, biologi, kemiteknik, medicin, materialvetenskap, maskinteknik och elektroteknik. Vi försöker medvetet undvika situationen att studenter kommer över från elektroteknik och ordnar endast en student med huvudämne i elektroteknik. Vi har instruerat dem att löda komponenter till PCB och i slutändan testa droppe häfte på vårt kit inom 2 h. Ingen elev förutom en från elektroteknik har tidigare erfarenhet av lödning. I slutändan samlar vi in statistiken. Den framgångsrika räntan är 62%. Vi fick reda på att lödning av ytmonteringskomponenten är flaskhalsprocessen för framgångsrik montering av satsen. Den allmänna riktlinjen är följande. Fintschenko påpekade att verktyg eller experiment faller någonstans i spektrumet mellan en gör-det-själv-gräns och den svarta boxgränsen. Med ökande ingenjörserfarenhet vid sidan av studenterna, t.ex. från elektroteknisk bakgrund, kan mer av laborationen ta på sig gör-det-själv-smaken. Oerfarna studenter när det gäller elektronikfärdigheter som de om kemi, biologi och biokemi kan dock få en fördel på den svarta lådan i spektrumet med kit som föregås av instruktörer.
Som referens försöker vi också avgränsa parameterområdet för flytande droppar som kan användas. För storleken har vi testat den maximala och minimala vätskevolymen för att vara 16 μL respektive 8 μL, med nominell vätskevolym på ~ 10 μL anställd. Vi har begränsat vår vätska till vattenlösning och undviker organiska lösningsmedel för att undvika korrosion av polymermat wrap isolator. Vi har också plockat allmänt tillgängliga flytande system som bordssocker och salt för att täcka en rad parametrar som jonkoncentration, PH-värde, densitet och viskositet. Resultatet sammanfattas i tabell 2. Bland dessa tester har vi plockat glykolvattenblandning som ett sätt att testa maximal viskositet hos droppar samtidigt som vi håller andra fysiska egenskaper som ytspänning relativt konstant. Vi bestämmer den maximala viktprocenten av glycerol och motsvarande viskositet att vara ~ 40% och 3,5 cp21. Den maximala arbets jonkoncentrationen upp till 1 M testas med natriumklorid. PH-värdet testas med acetat, citronsyra och KOH-lösning.
| Flytande system | Nyckelparameter | Arbetsområde |
| Glykol vattenblandning | Viskositet | glycerol 40% wt eller 3,5 cps |
| Sackaros i vatten | Densitet | upp till 60 % wt |
| Citronsyra utspädd i vatten | PH-värde | så lågt som PH=3 |
| Ättiksyra | PH-värde | så lågt som PH=4 |
| Koh | PH-värde | så högt som PH= 11 |
| Natriumklorid | Jonisk koncentrering | 10 mM till 1 M |
Tabell 2: Sortiment av vätskesystem, parametrar och arbetsområde som testats på vårt kit.
Här diskuterar vi kortfattat fysiken för droppe-aktuation. Med hjälp av den elektromekaniska härledningen kan drivkraften som en funktion av frekvens- och droppposition härledas baserat på den energikapacitet som lagras i systemet från differentiering av denna energiterm. En kritisk frekvens, fc, kan beräknas för varje enhetsgeometri/vätskekombination21. Under denna frekvens reduceras den uppskattade kraften till den som förutspås av den termodynamiska metoden. I denna regim uppstår kraften som verkar på droppen från laddningar som ackumuleras nära trefaskontaktlinjen som elektrostatiskt dras mot den aktiverade elektroden. Ovanför den kritiska frekvensen dominerar en vätskedelektrofatisk kraft för att dra droppen mot den aktiverade elektroden. I vårt experiment använder vi dc-etuation och därför är operationen under denna kritiska frekvens och därför dras den trefasiga kontaktledningen elektrostatiskt mot den aktiverade elektroden.
Sammanfattningsvis är det övergripande experimentet utformat för att ge läsaren en praktisk exponering för digital mikrofluidik. Mer specifikt tillåter satsen eleverna att lära sig optik, elektronik och fluidik så att denna aspekt är lämplig för alla labbutbildningar inom elektroteknik och maskinteknik på seniornivå. Dessutom kan det specifika chemiluminescensexperimentet användas i en kemi- eller kemiteknisk experimentell kurs på seniornivå. Även om experimentet som beskrivs här är en förenklad version av ett verkligt scenario, kan det enkelt utökas till andra experiment. Man kan till exempel koppla ihop ett papperstestkit och flytta droppen till papperet för att adsorberas. Vi kan också enkelt kombinera en mikroprocessor med andra interaktiva I/O-enheter för att ge mer sofistikerad digital kontroll och programmerbarhet. Vi tror att protokollet här också kan gynna icke-professionella entusiaster att lära sig och tillämpa elektronik för att ytterligare främja sina kunskaper om området.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Y. T. Y. skulle vilja erkänna finansieringsstöd från ministeriet för vetenskap och teknik under bidragsnummer MOST 107-2621-M-007-001-MY3 och National Tsing Hua University under bidragsnummer 109Q2702E1. Mark Kurban från Edanz Group (https://en-author-services.edanzgroup.com/ac) redigerade ett utkast till detta manuskript.
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).
- Legge, C. H. Chemistry under the microscope-Lab on a chip technologies. Journal of Chemical Education. 79, 173 (2002).
- Fintschenko, Y. Education: a modular approach to microfluidics in the teaching laboratory. Lab On A Chip. 11, 3394 (2011).
- Mugele, F., Baret, J. -C. Electrowetting: from basics to applications. Journal of Physics: Condensed Matter. 17, 705-774 (2005).
- Lippmann, G. Relations entre les phenomenes electriques et capillary. Ann. Chim. Phys. 6, 494 (1875).
- Berge, B. Electrocapillarite et mouillge de films isolant par l'eau. C. R. Acad. Sci. II. 317, 157 (1993).
- Pollack, M. G., Fair, R. B., Shenderov, A. D. Electrowetting-based actuation of liquid droplets for microfluidics applications. Applied Physics Letters. 77, 1725 (2000).
- Lee, J., Kim, C. J. Surface-tension-driven microactuation based on continuous electrowetting. Journal of Microelectromechanical Systems. 9 (2), 171 (2000).
- Choi, K., Ng, A. H. C., Fobel, R., Wheeler, A. R.
- Jebrail, M. J., Wheeler, A. R. Let's get digital: digitizing chemical biology with microfluidics. Current Opinion in Chemical Biology. 14, 574-581 (2000).
- Pollack, M. G., Pamula, V. K., Srinivasan, V., Eckhardt, A. E. 2011. Applications of electrowetting-based digital microfluidics in clinical diagnostics. Expert Review of Molecular Diagnostics. 11, 393-407 (2011).
- Abdelgawad, M., Wheeler, A. R. Rapid prototyping in copper substrates for digital microfluidics. Advanced Materials. 19 (1), 133-137 (2007).
- Abdelgawad, M., Wheeler, A. R. Low-cost, rapid-prototyping of digital microfluidics devices. Microfluidics and Nanofluidics. 4, 349-355 (2008).
- Fobel, R., Fobel, C., Wheeler, A. R. DropBot: an open-source digital microfluidic control system with precise control of electrostatic driving force and instantaneous drop velocity measurement. Applied Physics Letters. 102, 193513 (2013).
- Yafia, M., Ahmadi, A., Hoorfar, M., Najjaran, H. Ultra-portable smartphone controlled integrated digital microfluidic system in a 3D-printed modular assembly. Micromachines. 6 (9), 1289-1305 (2015).
- Alistar, M., Gaudenz, U. OpenDrop: an integrated do-it-yourself platform for personal use of biochips. Bioengineering. 4 (2), 45 (2017).
- Khan, P., et al. Luminol-based chemiluminescent signals: clinical and non-clinical application and future uses. Applied Biochemistry and Biotechnology. 173 (2), 333-355 (2014).
- Agresti, J. J., et al. Ultrahigh-throughput screening in drop-based microfluidics for directed evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (9), 4004-4009 (2010).
- Microfluidics. , Available from: https://microfluidics.utoronto.ca/dropbot/ (2020).
- Busnel, J. M., et al. Evaluation of capillary isoelectric focusing in glycerol-water media with a view to hydrophobic protein applications. Electrophoresis. 26, 3369-3379 (2005).
- Chatterjee, D., Shepherd, H., Garrell, R. L. Electromechanical model for actuating liquids in a two plate droplet microfluidic device. Lab On A Chip. 9, 1219-1229 (2009).
