Универсальный комплект на основе цифровой микрофлюиды Droplet Actuation для научного образования

Мы представляем цифровой микрофлюиды образовательный комплект на основе коммерчески источников печатной платы, что позволяет пользователю получить практический опыт работы с цифровой микрофлюиды. Это жизнеспособное, недорогое решение для образования при условии, что цифровые файлы проектирования PCB могут быть общими. Мы предлагаем использовать цифровую микрофлюиду в качестве образовательного инструмента, потому что каплями манипулируют на общих платформах массива электродов.

Пользователи могут использовать расширенный набор электронных компонентов в настоящее время весьма доступны для сделай сам приложений в электронном интерфейсе с каплями. Демонстрация процедуры будет Yu Hao Го, аспирант из лаборатории Ян. Начните с припоя резисторов поверхностного крепления, транзисторов и светоизлучающих диодов на доске ПХД.

Подключите выход высоковольтной доски питания к доске ПХД с паяными компонентами. Затем подключите батарею к доске усилителя напряжения, чтобы увеличить напряжение с шести вольт до 12 вольт. Подключите датчик влажности, ультразвуковой распылитель пьезо и доску водителя форсунки к доске микроконтроллеров.

Включите микроконтроллер, используя предоставленный дополнительный код. Отрегулируйте переменный резистор высоковольтной доски и используйте цифровой многометровый для измерения напряжения электрода EWOD. Носите чистые нитрилевые перчатки и нанесите 10 микролитров пяти центристок силиконового масла на область электрода с помощью микропипетта.

Равномерно распределите масло по области электрода пальцем. Вырезать кусок пищевой пленки с размерами 2,5 на четыре сантиметра и поместить его на верхней части электрода. Нанесите силиконовое масло на область электрода с помощью микропипета и равномерно распределите его.

Для проведения эксперимента по химилюминесценции поместите два-пять микролитров раствора люминола на электрод цели с помощью микропайптера. Поместите 10 микролитров 0,1%калийного ферроцианида на электрод, который может быть перемещен в качестве капли для электросламинга. Включите микроконтроллер так, чтобы капля ферроцианида калия слились с люминолом.

Для флуоресцентной визуализации вырежьте один квадратный сантиметр полупрозрачной ленты и поместите его между возбуждающим светом, излучающим диод, и электродами EWOD. Прикрепите эмиссионной стеклянный фильтр к камере смартфона лентой и поместите на электроды 10 микролитров раствора ферроцианида калия. Запись видео активации капли с помощью смартфона.

Для длительной активации капель поместите один миллилитр воды на ультразвуковой форсунок. Поместите капельку ферроцианида калия и включите микроконтроллер. Затем немедленно закройте крышку корпуса.

Проверьте актуацию капель через час. Здесь показано репрезентативное движение капель. Для эксперимента по химилюминесценции капля ферроцианида приводируется для перемещения и смешивания с предварительно отложенной каплей люминола на электроде цели за 12 секунд.

Схематическая установка светодиода, выступающего в качестве источника света для возбуждения, полупрозрачная прозрачная офисная лента в качестве светоотмосяка, и фильтр выбросов, непосредственно прикрепленный к камере смартфона, показаны здесь. Флуоресцентная визуализация капли, содержащей изотиоцианат флуоресцента в темноте, рассматривается как результат полупрозрачной ленты, выступающей в качестве диффузора для равномерного распределения возбудительного света. Для долгосрочного эксперимента можно наблюдать успешную активацию капель.

Здесь показаны репрезентативные данные влажности под действием ультразвукового форсунки. Этот протокол может быть использован для разработки образовательного комплекта на основе цифровой микрофлюиды. В качестве конкретного примера приводится эксперимент по химилюминесценции на основе люминола.

Комплект может быть собран в течение короткого периода времени и с минимальным обучением электронике. Упрощенный эксперимент, описанный здесь, может быть распространен на другие эксперименты. Например, бумажный тестовый комплект может быть использован при перемещении капли на бумагу для поглощения.

Микроконтроллер с логикой интерфейса также может быть добавлен, чтобы обеспечить более сложный цифровой контроль и программируемость. Этот протокол может принести пользу непрофессиональных энтузиастов, чтобы узнать и применить электронику для дальнейшего продвижения своих знаний в этой области.