Fabricación de resonadores de microburbujas en modo de galería susurrante de alta calidad

Resumen

Aquí, demostramos un protocolo robusto y estandarizado para fabricar resonadores de microburbujas (MBR) de modo de galería susurrante (WGM) de factor de alta calidad con una máquina de procesamiento de vidrio (PGP) de precisión.

Resumen

Demostramos un método robusto y estandarizado para la fabricación de resonadores de microburbujas (MBR) de modo de galería susurrante (WGM) de factor (factor Q) de alta calidad con una máquina de procesamiento de vidrio (PGP) de precisión. Los resonadores de microburbujas son una clase única de dispositivos WGM con canales fluídicos integrados, lo que los hace ideales para diversas aplicaciones de detección. En este artículo, mostramos un protocolo estandarizado para fabricar resonadores de microburbujas de alta Q mediante la optimización de métricas clave de rendimiento, como el factor Q y el grosor de la pared. También mostramos métodos para mejorar la sensibilidad de la plataforma a los cambios en el índice de refracción y otros objetivos de detección a través del grabado húmedo con ácido fluorhídrico (HF). Por último, se discute un breve análisis de la resistencia de las microburbujas al flujo de fluido, mostrando que las microburbujas de menor diámetro exhiben una mayor resistencia al flujo para la entrega de analito, un factor que debe tenerse en cuenta para la administración de analito. La implementación de este protocolo de fabricación refinado no solo aumenta la tasa de éxito de la producción de dispositivos, sino que también reduce el tiempo de fabricación. Además, el protocolo puede ampliarse a otras técnicas utilizadas para producir MBR, como los métodos basados en láser de CO₂ .

Introducción

Los microrresonadores de modo de galería susurrante (WGM) son una clase de sensores ópticos que han demostrado un enorme potencial no solo para la detección de moléculas individuales y nanopartículas ^1,2,3,4,5,6, sino también para detectar una amplia gama de fenómenos físicos, como campos magnéticos⁷ y eléctricos⁸, temperatura⁹ y ondas ultrasónica....

Protocolo

1. Fabricación de microburbujas

1. Comience con un capilar de vidrio de sílice recubierto de polímero (250 μm de diámetro interior y 360 μm de diámetro exterior) de ~75 cm de longitud. La longitud del capilar puede variar según las necesidades del usuario; Asegúrese de que la presión descrita a continuación se alcance en longitudes capilares más largas.
2. Queme ~ 2,5 cm del recubrimiento de polímero en un extremo del capilar con un soplete de butano y limpie el extremo con una toallita delicada y alcohol isopropílico (IPA).
3. Coloque el extremo limpio del capilar en el PGP y haga clic en el bo....

Resultados

En la Figura 1C se muestra un MBR representativo fabricado con la máquina PGP. Dado nuestro diámetro exterior capilar inicial (OD) de 360 μm, expandimos el capilar ~ 2 veces en el proceso de fabricación. La expansión del capilar a ~700 μm da como resultado espesores de pared entre 5 μm y 15 μm. Se ha demostrado que el espesor de pared óptimo para la biodetección con MBR es del orden de la longitud de onda de la luz utilizada para excitar el WGM²⁷. En teoría, los MBR p.......

Discusión

Aquí, describimos el protocolo para fabricar resonadores de microburbujas (MBR) de modo galería susurrante (WGM) de alta calidad utilizando un procesador de vidrio de precisión. Presentamos los pasos críticos en el protocolo de fabricación, incluidos los pasos de calentamiento y expansión. En este caso, una combinación de sobrecalentamiento, calentamiento durante demasiado tiempo o inyección de demasiada presión de aire interna puede provocar un fracaso en la fabricación. Para solucionar estos problemas, pueden ayudar aj.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Adaptador de punta roma a luer lock	Ellsworth Adhesives	8001286
Jeringa hermética al gas	Hamilton	81520
Luer Lock to 360 µ m adaptador	IDEX	p-662
Capilar de sílice	BGB Analytik TSP250350
Bomba de jeringa
			Amazon
Vytran Glass Processor	Thorlabs/Vytran	GPX3000	instrumento PGP con software

Pegamento UV universal B09H7BJKT1