AC elektrokinetischen Phänomenen von Mikroelektroden-Strukturen erzeugt

Summary

Manipulieren von Flüssigkeiten und Schwebstoffe in der Mikro-und Nano-Maßstab wird immer mehr zu einer Realität als enabling technologies, wie AC Elektrokinetik, weiter zu entwickeln. Hier diskutieren wir die Physik hinter AC Elektrokinetik, wie man diese Geräte und wie man die experimentellen Beobachtungen zu interpretieren herzustellen.

Abstract

Der Bereich der AC Elektrokinetik wächst schnell aufgrund seiner Fähigkeit, dynamische Fluid-und Partikel-Manipulation auf der Mikro-und Nanobereich, die wesentlich für Lab-on-a-Chip Anwendungen auszuführen. AC elektrokinetischen Phänomenen Gebrauch elektrischer Felder, um Kräfte zu erzeugen, die wirken auf Flüssigkeiten oder Schwebeteilchen (einschließlich der dielektrischen oder biologischen Material) und sie in erstaunlicher Weise ^{1, 2} bewegen verursachen. Innerhalb eines einzelnen Kanals kann AC Elektrokinetik erreichen viele wichtige On-Chip-Operationen, wie aktiv Mikrovermischung, Partikelabscheidung, Partikel-Positionierung und Mikro-Musterung. Ein einzelnes Gerät kann mehrere dieser Operationen, indem einfach Betriebsparameter wie Frequenz oder Amplitude der angelegten Spannung zu erreichen. Geeignete elektrische Felder können leicht durch Mikroelektroden in Mikrokanäle integriert erstellt werden. Es ist klar, aus der ein enormes Wachstum in diesem Bereich, dass AC Elektrokinetik wird wahrscheinlich eine tiefgreifende Wirkung auf Healthcare Diagnostics ^3-5, Umweltüberwachung ⁶ und Heimat Security ^7.

Im Allgemeinen gibt es drei AC elektrokinetische Phänomene (AC Elektroosmose, Dielektrophorese und AC elektrothermischen Effekt) jedes mit einzigartigen Abhängigkeiten der Betriebsparameter. Eine Veränderung dieser Betriebsparameter kann verursachen ein Phänomen zu dominant werden über einen anderen, wodurch sich die Partikel oder Flüssigkeit Verhalten.

Es ist schwierig, das Verhalten von Partikeln und Flüssigkeiten aufgrund der komplizierten Physik, AC Elektrokinetik unterliegen vorherzusagen. Es ist das Ziel dieser Publikation, die Physik zu erklären und erläutern Partikel-und Fluid-Verhalten. Unsere Analyse deckt auch, wie man die Elektrode Strukturen, die sie erzeugen, herzustellen, und wie man eine Vielzahl von experimentellen Beobachtungen über mehrere populäre Gerät Designs zu interpretieren. Dieses Video Artikel hilft Wissenschaftler und Ingenieure verstehen diese Phänomene und können sie ermutigen, zu verwenden zu beginnen AC Elektrokinetik in ihre Forschung.

Protocol

Fabricating Cr / Au-Elektroden auf Glassubstraten

Teil 1A: Wet Etch-Methode

* Für die höchste Qualität Geräten sollte das Herstellungsverfahren in einer Reinraum-Umgebung ausgeführt werden oder unter Hauben mit laminarer Strömung, so dass Staub und andere Verunreinigungen wirken sich nicht auf das Muster.

1. 2-Zoll von 4-Zoll-Glass Folien sind in platziert einen beheizten (80 ° C) Piranha-Lösung (5:7 H ₂ O _2: H ₂ SO ₄₎ für 30 Minuten, um Verunreinigungen (insbesondere organischer) zu entfernen und anschließend gespült, DI Wasser und mit Druckluft getrocknet.

Discussion

In diesem Video haben wir eine Vielzahl von Teilchen und Flüssigkeit Manipulation Verhaltensweisen von AC elektrokinetische Phänomene verursacht wurden. Die Elektroden, die diese Phänomene erzeugen, die einfach herzustellen und können leicht in viele andere Systeme integriert werden. Wie wir gezeigt haben, gibt es zahlreiche Anwendungen für den Einsatz von AC Elektrokinetik. Die Vielseitigkeit dieser Geräte, sowie die schnelle Art der Manipulation, macht sie besonders attraktiv. Wie im Gesundheitswesen und anderen Branchen zu Lab-on-a-Chip-.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2" x 4" Pyrex Glas Slide	Substrat			Pyrex 7740
Chrommaskenmaterial				Diese Fotomaske wird das micr & # 8211 haben; Lectrode-Muster auf ihnen und können bei einer Vielzahl von Mikrofabrikationszentren bestellt werden.
PDMS	Mikrokanäle Material			Diese können im eigenen Haus hergestellt und verwendet werden, oder ein einfacher Objektträger reicht aus.
Wasserstoffperoxid 30%	Reagenz	Fisher Scientific	7722-84-1	zertifiziert ACS, Fisher Scientific
Schwefelsäurereagenz		Fisher Scientific	A300-212	zertifiziert ACS plus
Aceton Reagenz in elektronischer Qualität		Fisher Scientific	A946-4
Shipley 1827 Positives	Fotolackreagenz	MicroChem Corp.
Shipley 351 Entwickler	Reagenz	MicroChem Corp.
Goldätzmittel	Reagenz	Transene Company, Inc.	Typ TFA
Chrom Fotomaske Ätzmittel	Reagenz	Cyantek Corporation	CR-7S
NR-7 1500 PY Negativlack	Reagenz	Futurrex
RD6 Entwickler	Reagenz	Futurrex