In deze video beschrijven we eerst de fabricage en de werking procedures van een surface acoustic wave (SAW) akoestische tegenstroom apparaat. Vervolgens tonen een experimentele situatie dat zowel stromingsvisualisatie kwalitatieve en kwantitatieve analyse van complexe stromen binnen de SAW pompinrichting.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Fabricage, bediening en Flow Visualization in Surface-akoestische-wave-driven Acoustic-tegenstroom Microfluidics
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Oppervlak akoestische golven (zagen) kan worden gebruikt om vloeistoffen in draagbare microfluïdische chips stimuleren via het akoestische verschijnsel tegenstroom. In deze video presenteren we de fabricage protocol voor een meerlaags SAW akoestische tegenstroom apparaat. Het apparaat is vervaardigd uitgaande van een lithiumniobaat (LN) substraat waarop twee interdigitale omvormers (IDT) en geschikte merkers zijn patroon. Een polydimethylsiloxaan (PDMS) kanaal werpen op een SU8 meester mal is tenslotte gebonden aan het patroon substraat. Na de fabricage procedure, tonen we de technieken die de karakterisering en de werking van de akoestische tegenstroom apparaat toestaan om vloeistoffen te pompen door de PDMS zenderoverzicht. We eindelijk presenteren de procedure om vloeistofstroom te visualiseren in de kanalen. Het protocol wordt gebruikt voor on-chip vloeistof verpompen onder verschillende stroomsnelheden regimes als laminaire stroming ingewikkelder dynamiek gekenmerkt door draaikolken en partikels domeinen tonen.
Inleiding
Een van de voortdurende uitdagingen de microfluïdische gemeenschap is de noodzaak om een efficiënt pompende werking kan worden verkleind is om in echt draagbare micro-total-analysesystemen (μTAS's) hebben. Standard macroscopische pompsystemen enkel nalaat de draagbaarheid vereist μTAS's bieden, wegens de ongunstige schaling van het debiet als kanaal verkleint naar de micron of lager. Integendeel, zagen hebben opgedaan toenemende belang fluïdum bedieningsmechanismen en verschijnen als een veelbelovende mogelijkheid voor de oplossing van een aantal van deze problemen 1,2.
Zagen werden getoond aan een zeer efficiënt mech....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Apparaat Fabrication
- Ontwerp twee fotomaskers, de eerste voor patroonvorming de surface acoustic wave (SAW) laag, en de tweede voor het polydimethylsiloxaan (PDMS) microchannel schimmel.
- De eerste fotomasker heeft een paar tegenover elkaar interdigital transducers (IDP's)-ook wel bekend als een SAW delay lijn-en markers voor kanaal uitlijning en ruimtelijke referentie tijdens de microscopie. In onze standaard inrichting hebben wij enkele elektrode IDP's met een vinger breedte p = 10 micrometer, opening van 750 pm en 25 rechte vinger paren. De resulterende IDT genereert Zagen met een golflengte λ = 4 p = 40 mic....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Figuur 2 toont representatieve resultaten van apparaat RF testen die werden genomen voorafgaand aan het hechten van de laag aan de LN microkanaal laag: typisch S 11 en S 12 spectra worden respectievelijk vermeld in deel a) en b). De diepte van het dal aan centrale frequentie spectrum S 11 is gerelateerd aan de efficiëntie van de omzetting van RF vermogen in SAW mechanische energie. Vandaar dat voor een vast aantal IDT vingerparen, een ve.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Een van de grootste uitdagingen voor de microfluïdische gemeenschap is de realisatie van een bediening platform voor echt draagbare point-of-care apparatuur. Onder de voorgestelde geïntegreerde micropompen 23, die op basis van oppervlakte akoestische golven (vzzmh) zijn bijzonder aantrekkelijk vanwege hun bijbehorende capaciteiten in vloeistof mengen, verneveling en deeltjes concentratie en scheiding 4. In dit artikel hebben we aangetoond hoe te fabriceren en exploiteren van een lab-on-chip apparaa.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Auteurs hebben niemand te erkennen.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Double side polished 128° YX lithium niobate wafer | Crystal Technology, LLC | ||
| Silicon wafer | Siegert Wafers | We gebruiken <100> | |
| IDT Optical lithography mask with alignment marks (positive) | Elke leverancier | ||
| Channel Optical lithography mask (negative) | Elke leverancier | ||
| Positive photoresist | Shipley | S1818 | |
| Positive photoresist developer | Microposit | MF319 | |
| Negative tone photoresist | Allresist | AR-N-4340 | |
| Negative tone photoresist developer | Allresist | AR 300-475 | |
| SU8 thick negative tone photoresist | Microchem | SU-8 2000 Series | |
| SU8 thick negative tone photoresist developer | Microchem | SU-8 developer | |
| Hexadecane | Sigma-Aldrich | H6703 | |
| Carbon tetrachloride (CCl4) | Sigma-Aldrich | 107344 | |
| Octadecyltrichlorosilane (OTS) | Sigma-Aldrich | 104817 | |
| Acetone CMOS grade | Sigma-Aldrich | 40289 | |
| 2-propanol CMOS grade | Sigma-Aldrich | 40301 | |
| Titanium | Elke leverancier | 99,9% puurheid | |
| Goud | Elke leverancier | 99,9% puurheid | |
| PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 silicone elastomeerkit met uitharder | |
| Petrischaal | Elke leverancier | ||
| 5 mm ID Harris Uni-Core multi-purpose coring tool | Sigma-Aldrich | Z708895 | Elke diameter groter dan 2 mm is geschikt |
| Akoestische absorber | Photonic Cleaning Technologies | First Contact reguliere kit | |
| RF-PCB | Elke leverancier | ||
| Spinner | Laurell Technologies Corporation | WS-400-6NPP | Elke spinner kan worden gebruikt |
| UV Mask aligner | Karl Suss | MJB 4 | Elke aligner kan worden gebruikt |
| Thermische evaporator | Kurt J. Lesker | Nano 38 | Elke thermische, e-beam evaporator of sputtering systeem kan worden gebruikt |
| Zuurstofplasmaa-asher | Gambetti Kenologia Srl | Colibrì | Elke plasma-asher of RIE-machine kan worden gebruikt |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810 R | Elke centrifuge kan worden gebruikt |
| Wire bonder | Kulicke Soffa | 4523AD | Elke draadbonder kan worden gebruikt als de PCB wordt gebruikt zonder pogo-connectoren |
| Contacthoekmeter | KSV | CAM 101 | Elke contacthoekmeter kan worden gebruikt |
| Spectrum analyzer | Anristu | 56100A | Elke spectrum- of netwerkanalyzer kan worden gebruikt |
| RF-signaalgenerator | Anristu | MG3694A | Elke RF-signaalgenerator kan worden gebruikt |
| RF-hoogwaardige versterker | Mini Circuits | ZHL-5W-1 | Elke RF-hoogwaardige versterker kan worden gebruikt |
| Microbead-suspensie | Sigma-Aldrich | L3280 | Afhankelijk van het experimentele doel kunnen verschillende suspensies met verschillende diameter en verschillende materiaaleigenschappen worden gebruikt |
| Optische microscoop | Nikon | Ti-Eclipse | Elke optische microscoop met ruimtelijke resolutie die voldoet aan experimentele doeleinden kan worden gebruikt |
| Videocamera | Basler | A602-f | Elke videocamera die voldoende framesnelheid en gevoeligheid heeft die voldoet aan experimentele doeleinden, kan worden gebruikt |
| Camera-acquisitiesoftware | Advanced technologies | Motion Box | Elke software die hoge en gecontroleerde framesnelheid-acquisitie mogelijk maakt, kan worden gebruikt |
Referenties
- 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.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
