In questo video vengono descritti i processi di fabbricazione e di funzionamento delle onde acustiche di superficie (SAW), dispositivo controcorrente acustico. Abbiamo quindi dimostrare un apparato sperimentale che consente sia la visualizzazione del flusso analisi qualitativa e quantitativa dei flussi complessi all'interno del dispositivo di pompaggio SAW.
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Articolo metodologico
Fabbricazione, il funzionamento e la visualizzazione del flusso in superficiali acustiche onda-driven Microfluidics Acoustic-controcorrente
In questo articolo
Sommario
Abstract
Onde acustiche di superficie (SAW) possono essere usati per guidare liquidi in chip microfluidici portatili tramite il fenomeno acustico controflusso. In questo video vi presentiamo il protocollo di fabbricazione di un dispositivo controcorrente acustica SAW multistrato. Il dispositivo è fabbricato a partire da un niobato (LN) substrato di litio su cui due trasduttori interdigitali (IDT) e marcatori appropriati sono modellati. A (PDMS) canale polydimethylsiloxane gettato su uno stampo maestro SU8 è finalmente incollato sul substrato fantasia. Seguendo la procedura di fabbricazione, mostriamo le tecniche che permettono la caratterizzazione e funzionamento del dispositivo controflusso acustico per pompare liquidi attraverso la griglia canale PDMS. Abbiamo finalmente presentiamo la procedura per visualizzare il flusso di liquido nei canali. Il protocollo viene utilizzato per mostrare fluido on-chip di pompaggio sotto diversi regimi di flusso, quali il flusso laminare e le dinamiche più complesse caratterizzate da vortici e domini di accumulo di particelle.
Introduzione
Una delle continue sfide che la comunità microfluidica è la necessità di disporre di un meccanismo di pompaggio efficiente che può essere miniaturizzato per l'integrazione in sistemi micro-totale-analisi veramente portatili (μTAS di). Sistemi di pompaggio macroscopici normali semplicemente non riescono a fornire la portabilità richiesto per μTAS di, a causa della scalatura sfavorevole delle portate volumetriche come dimensione canale diminuisce fino alla gamma micron o inferiore. Al contrario, seghe hanno guadagnato crescente interesse come meccanismi attuatori fluide e appaiono come una strada promettente per la soluzione di alcuni di questi problemi 1,2.
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Protocollo
1. Fabbricazione di dispositivi
- Design a due delle maschere, la prima per patterning l'onda acustica di superficie (SAW) strato, e la seconda per il polidimetilsilossano (PDMS) stampo a microcanali.
- La prima fotomaschera ha una coppia di opposti trasduttori interdigitali (IDT), conosciuto anche come SAW linea-e delay marcatori per l'allineamento dei canali e riferimento spaziale durante microscopia. Nel nostro dispositivo di serie abbiamo IDTs singolo elettrodo con una larghezza dito p = 10 micron, apertura di 750 micron, e 25 coppie di dita dritte. La risultante IDT genera SAW con una lunghezza d'onda λ = 4 p
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Risultati
La Figura 2 mostra i risultati rappresentativi di test RF dispositivo che sono stati presi prima dell'incollaggio strato LN allo strato microcanali: tipico S 11 e S 12 spettri sono riportati in pannello a) e b), rispettivamente. La profondità della valle a frequenza centrale a S 11 spettro è correlata alla efficienza della conversione di potenza RF SAW in potenza meccanica. Quindi, per un numero fisso di coppie dito IDT, una riduzion.......
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Discussione
Una delle più grandi sfide per la comunità microfluidica è la realizzazione di una piattaforma di comando per i dispositivi point-of-care realmente portatile. Tra il micropumps integrato proposto 23, quelli basati su onde acustiche di superficie (SAW) sono particolarmente interessanti grazie alla loro capacità associate a concentrazione del liquido di miscelazione, atomizzazione e la particella e la separazione 4. In questo lavoro abbiamo dimostrato come fabbricare e utilizzare un dispositivo di la.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori non hanno nessuno a riconoscere.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Doppio lato lucido 128 gradi Wafer di niobato di litio YX | Crystal Technology, LLC | ||
| Wafer di silicio | Siegert Wafers | che usiamo < 100> | |
| IDT Maschera per litografia ottica con segni di allineamento (positivi) | Qualsiasi fornitore | ||
| Maschera per litografia ottica a canale (negativo) | Qualsiasi fornitore | ||
| Fotoresist positivo | Shipley | S1818 | |
| Rivelatore di fotoresist positivo | Microposit | MF319 | |
| Fotoresist a tono negativo | Allresist | AR-N-4340 | |
| Rivelatore di fotoresist a tono negativo | Allresist | AR 300-475 | |
| Fotoresist a tono negativo spesso SU8 | Microchem | SU-8 2000 Series | |
| Sviluppatore di fotoresist a tono negativo spesso SU8 Sviluppatore | Microchem | SU-8 | |
| Esadecano | Sigma-Aldrich | H6703 | |
| Tetracloruro di carbonio (CCl4) | Sigma-Aldrich | 107344 | |
| Ottadeciltriclorosilano (OTS) | Sigma-Aldrich | 104817 | |
| Acetone grado CMOS | Sigma-Aldrich | 40289 | |
| 2-propanolo grado CMOS | Sigma-Aldrich | 40301 | |
| Titanio | Qualsiasi fornitore | 99,9% di purezza | |
| Oro | Qualsiasi fornitore | 99,9% di purezza | |
| Kit di | elastomeri siliconici PDMS Dow Corning Sylgard 184 con agente indurente | ||
| Piastra di Petri | Qualsiasi venditore | ||
| Strumento di carotaggio multiuso Harris Uni-Core con ID 5 mm | Sigma-Aldrich | Z708895 | Qualsiasi diametro superiore a 2 mm è adatto |
| Assorbitore acustico | Tecnologie di pulizia fotonica Kit | normale di primo contatto | ... |
| RF-PCB | Qualsiasi fornitore | ||
| Spinner | Laurell technologies corporation | WS-400-6NPP | È possibile utilizzare qualsiasi spinner |
| Allineatore per maschere UV | Karl Suss | MJB 4 | È possibile utilizzare qualsiasi allineatore |
| Evaporatore termico | Kurt J. Lesker | Nano 38 | È possibile utilizzare qualsiasi evaporatore termico, e-beam o sistema di sputtering |
| Oxygen plasma | asher Gambetti Kenologia Srl | Colibrì | È possibile utilizzare qualsiasi macchina al plasma o RIE |
| Centrifuga | Eppendorf | 5810 R | È possibile utilizzare qualsiasi centrifuga |
| Wire bonder | Kulicke Soffa | 4523AD | È possibile utilizzare qualsiasi wire bonder se il PCB viene utilizzato senza connettori pogo |
| Misuratore dell'angolo di contatto | KSV | CAM 101 | È possibile utilizzare qualsiasi misuratore dell'angolo di contatto |
| Analizzatore di spettro | Anristu | 56100A | È possibile utilizzare qualsiasi analizzatore di spettro o di rete |
| Segnale RF generatore | Anristu | MG3694A | È possibile utilizzare qualsiasi generatore di segnale RF |
| Amplificatore RF ad alta potenza | Mini Circuits | ZHL-5W-1 | È possibile utilizzare qualsiasi amplificatore RF ad alta potenza |
| Sospensione a microsfere | Sigma-Aldrich | L3280 | A seconda dello scopo sperimentale, è possibile utilizzare diverse sospensioni di diverso diametro e diverse proprietà del materiale |
| Microscopio ottico | Nikon | Ti-Eclipse | È possibile utilizzare qualsiasi microscopio ottico con risoluzione spaziale che soddisfi scopi sperimentali |
| Videocamera | Basler | A602-f | È possibile utilizzare qualsiasi videocamera che abbia un frame rate e una sensibilità sufficienti per scopi sperimentali |
Riferimenti
- Masini, L., Cecchini, M., Girardo, S., Cingolani, R., Pisignano, D., Beltram, F. Surface-acoustic-wave counterflow micropumps for on-chip liquid motion control in two-dimensional microchannel arrays. Lab on a Chip. 10 (15), 1997-2000 (2010).
- Travagliati, M., De Simoni, G., Lazzarini, C. M., Piazza, V., Beltram, F., Cecchini, M.
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Ristampe e permessi
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