כאן, אנו מציגים שלושה פרוטוקולים למדידות תרמיות במכשירים מיקרופלואידיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
במאמר זה
סיכום
תקציר
טכניקות מדידה תרמיות שימשו ליישומים רבים כגון אפיון תרמי של חומרים וזיהוי תגובות כימיות. טכניקות מיקרו-עיבוד מאפשרות להפחית את המסה התרמית של מבנים מיוצרים ומציגות את האפשרות לבצע מדידות תרמיות ברגישות גבוהה במכשירים בקנה מידה מיקרו וננו. שילוב טכניקות מדידה תרמית עם התקנים מיקרופלואידיים מאפשר ביצוע מדידות אנליטיות שונות עם צריכת דגימה נמוכה וזמן מדידה מופחת על ידי שילוב המערכת הממוזערת על שבב יחיד. ההליכים של טכניקות מדידה תרמית לגילוי חלקיקים, אפיון חומרים וגילוי כימי מוצגים במאמר זה.
מבוא
שלוש שיטות מדידה שונות מיקרו בקנה מידה תרמית מוצגות במאמר זה. שלוש התצורות שונות של מכשירי microfluidic משמשות לגילוי תרמית חלקיקים (TPD), אפיון תרמי (מוליכות תרמית וחום ספציפי), וזיהוי calorimetric של תגובות ואינטראקציות כימיות.
גילוי חלקיקים תרמי
זיהוי וספירת חלקיקים במכשירי microfluidic הוא בשימוש נרחב עבור יישומים סביבתיים, תעשייתיים, וביולוגיים 1. TPD הוא אחד יישומי הרומן של מדידות תרמית במכשירי microfluidic 2. באמצעות העברת חום לגילוי וספירת חלקיקים המבוססים על גוד....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. חלקיקים איתור תרמי (TPD)
- הכן את מכשיר סיליקון-מפוברק מיקרו עם קרום סרט דק סיליקון ניטריד וחיישן טמפרטורה משולב על ידי micromachining, באמצעות טכנולוגיית עיבוד מוליכים למחצה סטנדרטיים 2. יש לשטוף את המכשיר המפוברק עם מים ללא יונים (DI).
הערה: שיטת הייצור למכשיר microfluidic גלאי חלקיקים תרמיים מוסברת בפרסום לפני 2. - כדי לייצר polydimethylsiloxane מצעים (PDMS) עם מיקרו-ערוצים, ליצור עובש SU8 באמצעות יתוגרפיה סטנדרטית מעבד 5.
הערה: גודל הערוץ מ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
איור 3 מציג את העלילה של האות התרמית נמדדה. האותות שנוצרו בנוכחות חרוזים עם תמונות אופטיות מקבילה להראות זיהוי המוצלח של חרוזים PS microsphere בערוץ מיקרו. מוליכות התרמית של הנוזל עובר דרך ערוץ מיקרו משתנים בשל נוכחותם של חרוזים PS. שינוי במוליכות התרמית של הערוץ זה משפיע על העברת החום במייקרו-הערוץ. השינוי בהעברת החום בערוץ המייקר הוא זוהה על ידי RTD בצורה של תנודות התנגדות (איור 3 א 'וב').
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
טכניקות מדידה תרמיות שונות במכשירים מיקרופלואידיים ונהלי ההתקנה שלהם מוצגות בעבודה זו. שיטות מדידה תרמיות אלו כגון ניטור מוליכות תרמית, זמן חדירה תרמית, משרעת של תנודות תרמיות AC ומדידת משרעת של החום שנוצר משמשות לאיתור חומרים ספציפיים ולחקירת תגובות ואינטראקציות שונות.
קבוע הזמן התרמי ממלא תפקיד מפתח בטכניקות המדידה התרמית שהוזכרו לעיל. בתכנון מכשיר מיקרופלואידי, יש לקחת בחשבון את האופטימיזציה של קבועי זמן תרמיים. קבוע הזמן התרמי הוא פונקציה של המסה התרמית והמוליכות התרמית של המכשיר המפוברק,.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
תודות
תמיכה כספית חלקית עבור עבודה זו סופקה על ידי הקרן הלאומית למדע בארה"ב דרך המרכז למחקר השיתופי התעשייה / אוניברסיטה במי ציוד ומדיניות הממוקמת באוניברסיטה ויסקונסין-מילווקי (IIP-0,968,887) ואוניברסיטת מרקט (IIP-0,968,844). אנו מודים גלן מ 'ווקר, וו-ג'ין צ'אנג והנקר Radhakrishnan לדיונים מועילים.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פולידימתילסילוקסן (PDMS) | חרוזי דאו קורנינג | סילגארד 184 | |
| PS - 90 & #956; m | Corpuscular | 100265 | |
| חרוזי PS - 200 & #956; m | Corpuscular | 100271 | |
| Glycerol | SigmaAldrich | G5516 | |
| GOD Enzyme | SigmaAldrich | G7141 | |
| תמיסת בקרת גלוקוז - | מתאר באייר | בקרה | |
| - | מתאר באייר | בקרה | |
| - | מתאר באייר | בשליטה | |
| Whatman | 3001-845 | ||
| זכוכית | VWR | 48393-106 | |
| סרט אקרילי | Nitto Denko | 5600 | |
| מזרק זכוכית (1 מ"ל) | המילטון | 1001 | |
| משאבת מזרק | New Era | NE-500 | |
| פלוטר סכין | צללית | דיוקן | |
| זרם קדם מגבר | סטנפורד | מחקר SR-570 | |
| אוצילוסקופ | Agilent | מחולל אותות DSO 2420A | |
| מגבר נעילה | |||
| מקור/מטר 2400 | קית'לי | 2400 | |
| מקור/מטר 2600 | קית'לי | 2436A | |
מקורות
- Zhang, H., Chon, C., Pan, X., Li, D. Methods for counting particles in microfluidic applications. Microfluid Nanofluid. 7 (6), 739-749 (2009).
- Vutha, A. K., Davaji, B., Lee, C. H., Walker, G. M. A microfluidic device for thermal particle detection. Microfluid Nanofluid.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
תגיות
