Introduction
तीन अलग अलग सूक्ष्म पैमाने पर थर्मल माप तकनीक इस लेख में प्रस्तुत कर रहे हैं। microfluidic उपकरणों के तीन अलग अलग विन्यास थर्मल कण का पता लगाने (टीपीडी), थर्मल लक्षण वर्णन (थर्मल चालकता और विशिष्ट गर्मी), और रासायनिक प्रतिक्रियाओं और बातचीत के उष्मापन का पता लगाने के लिए किया जाता है।
थर्मल कण का पता लगाने
का पता लगाने और microfluidic उपकरणों में कणों की गिनती व्यापक रूप से, पर्यावरण, औद्योगिक और जैविक अनुप्रयोगों 1 के लिए प्रयोग किया जाता है। टीपीडी microfluidic उपकरणों 2 में थर्मल माप के उपन्यास अनुप्रयोगों में से एक है। का पता लगाने और कण आकार के आधार पर कणों की गिनती के लिए गर्मी हस्तांतरण का उपयोग कर प्रणाली की जटिलता, लागत, और आकार कम कर देता है। अन्य विधियों, जटिल प्रकाशिकी या जटिल बिजली के माप और उन्नत सिग्नल प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर में कणों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
थर्मल चारामाइक्रो-कैलोरीमीटर का प्रयोग तरल पदार्थ की cterization
तरल नमूना थर्मल लक्षण वर्णन microfluidic उपकरणों में थर्मल माप की दूसरी आवेदन है। सूक्ष्म पैमाने उष्मामिति प्रदर्शन नमूना खपत को कम करने और पारंपरिक, थोक उष्मामिति तरीकों की तुलना में अधिक है, repeatability की पेशकश के द्वारा परिशुद्धता में वृद्धि होगी। पर चिप माइक्रो कैलोरीमीटर डिवाइस का उपयोग तापीय चालकता और विशिष्ट गर्मी माप के लिए प्रक्रियाओं कहीं और 3 प्रस्तुत कर रहे हैं। थर्मल चालकता माप के लिए गर्मी पैठ समय तकनीक और microfluidic उपकरणों में विशिष्ट गर्मी मापन के लिए थर्मल लहर विश्लेषण (TWA) के विवरण प्रोटोकॉल अनुभाग में वर्णित हैं।
उष्मापन जैव रासायनिक में पता लगाने कागज आधारित microfluidic युक्ति
थर्मल माप का एक अन्य आवेदन कागज आधारित microfluidics में जैव रासायनिक पता लगाना है। में केशिका क्रियाकागज के झरझरा संरचना तरल किया जाता है और सूक्ष्म चैनलों में बुलबुला दीक्षा समस्याओं से बचा जाता है। कागज आधारित microfluidic उपकरणों में सबसे आम पता लगाने तंत्र ऑप्टिकल या विद्युत तकनीकों हैं। ऑप्टिकल पहचान उच्च जटिलता से ग्रस्त है और उन्नत इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर की आवश्यकता का पता चला संकेत quantize करने के लिए। वे केवल सक्रिय उपोत्पाद है कि उत्पादन प्रतिक्रियाओं के लिए लागू किया जा सकता है, क्योंकि विद्युत पता लगाने को भी सीमित कर रहे हैं। हाल ही में शुरू उष्मापन कागज आधारित जैव रासायनिक सेंसर मंच 4 कागज आधारित microfluidic प्रणाली और लेबल से मुक्त थर्मल का पता लगाने तंत्र का लाभ लेता है। एक कागज पर आधारित microfluidic मंच में ग्लूकोज oxidase (भगवान) एंजाइम का उपयोग कर ग्लूकोज की उष्मापन का पता लगाने की प्रक्रिया प्रोटोकॉल खंड में प्रस्तुत कर रहे हैं।
इस पेपर का लक्ष्य microfluidic उपकरणों में थर्मल माप तकनीक की क्षमताओं का प्रदर्शन करने के लिए है। डिवाइस preparatioएन, तरल नमूना हैंडलिंग और प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर (सेवानिवृत्त) सेंसर उत्तेजना और माप अगले वर्गों में प्रस्तुत कर रहे हैं।
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Protocol
1. थर्मल कण का पता लगाने (टीपीडी)
- मानक अर्धचालक प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी 2 का उपयोग कर, micromachining द्वारा एक पतली फिल्म सिलिकॉन नाइट्राइड झिल्ली और एकीकृत तापमान संवेदक के साथ सूक्ष्म गढ़े सिलिकॉन डिवाइस तैयार करें। विआयनीकृत (डीआई) पानी के साथ गढ़े युक्ति कुल्ला।
नोट: थर्मल कण डिटेक्टर microfluidic युक्ति के लिए निर्माण विधि पूर्व प्रकाशन 2 में विस्तार से बताया है। - सूक्ष्म चैनलों के साथ polydimethylsiloxane (PDMS) substrates के उत्पादन के लिए, 5 प्रक्रियाओं मानक लिथोग्राफी का उपयोग कर एक SU8 मोल्ड बनाने के लिए।
नोट: चैनल आकार प्रत्येक विशिष्ट कण के आयाम के लिए बनाया गया है।- आधार के 1 अनुपात (30 एमएल) और एजेंट (3 एमएल) के इलाज: एक 10 के मिश्रण से PDMS बनाओ। मोल्ड करने के लिए पर PDMS डालो और संक्षेप में एक निर्वात (5-10 मिनट) करने के लिए इसे उजागर करके बुलबुले को दूर।
वैक्यूम स्तर degasification के लिए एक महत्वपूर्ण मूल्य नहीं है और यह गैस bubb तक जारी रखना चाहिए: नोटलेस पूरी तरह से मिश्रित PDMS से हटा रहे हैं। - PDMS के इलाज के लिए 2 घंटे के लिए एक hotplate (~ 70 डिग्री सेल्सियस) पर मोल्ड रखें। मोल्ड नुकसान नहीं इतनी के रूप में तो बहुत ध्यान से PDMS दूर छील।
नोट: वैक्यूम स्तर एक महत्वपूर्ण मूल्य नहीं है।
- आधार के 1 अनुपात (30 एमएल) और एजेंट (3 एमएल) के इलाज: एक 10 के मिश्रण से PDMS बनाओ। मोल्ड करने के लिए पर PDMS डालो और संक्षेप में एक निर्वात (5-10 मिनट) करने के लिए इसे उजागर करके बुलबुले को दूर।
- एक मैनुअल पंच का उपयोग करना, एक छोर पर PTFE ट्यूब के लिए एक तंग छेद (1 मिमी) मुक्का। PDMS के एक जलाशय बनाने के लिए दूसरे छोर पर एक बड़ी पंच (2 मिमी) का प्रयोग करें। माइक्रोस्कोप के अंतर्गत डिवाइस के शीर्ष पर मुक्का मारा सूक्ष्म चैनल प्लेस और सूक्ष्म चैनल (चित्रा 1 ए) के केंद्र में सेवानिवृत्त पंक्ति में।
- बिजली के इंटरफ़ेस में, संपर्क पैड पदों पर बिजली पिंस कनेक्ट और ताला शिकंजा कस लें। ऊंचाई समायोज्य पिंस (पोगो पिन) डिवाइस पर सही इलेक्ट्रोड पैड पर बैठने के लिए सुनिश्चित करें।
- एक 1.5 मिलीलीटर ट्यूब में डि पानी के 100 μl में केंद्रित पुनश्च मोतियों की 10 μl पतला।
- (ग्लिसरॉल के 2.7 μl जोड़ने के लिए, 1.26 मोती निष्पक्षता से प्रसन्नचित्त रहना पुनश्च सुनिश्चित करने के लिएग्राम / सेमी 3) डि पानी के लिए योग्य polystyrene (पी एस) मनका घनत्व के लिए तरल पदार्थ के घनत्व (मैच के लिए 1.05 ग्राम / सेमी 3)।
- एक छोर पर चैनल और 1 मिलीलीटर कांच सिरिंज से दूसरे छोर तक PTFE ट्यूब कनेक्ट करें। डि पानी के 0.5 मिलीलीटर के साथ कांच सिरिंज भरें।
नोट: ट्यूब में रिसाव से बचना होगा सही पंच आकार का चयन करके बनाया टाइट फिटिंग। - कंप्यूटर नियंत्रित सिरिंज पंप पर सिरिंज भरा डि पानी रखें। तरल पदार्थ के साथ जलाशय के लिए सभी तरह पूरे चैनल को भरने के लिए चैनल में पानी (5-20 μl / मिनट) पुश।
- जलाशय के लिए संतुलित मनका समाधान के 10 μl लोड और सिरिंज पंप पर प्रवाह की दिशा बदलकर सूक्ष्म चैनल को मनका समाधान परिचय।
- (चित्रा 2) स्रोत / मीटर से प्रतिरोध को मापने, जबकि कंप्यूटर नियंत्रित स्रोत / मीटर के माध्यम से डीसी वर्तमान की 1 MA biasing और मापा डेटा छँटाई द्वारा सेवानिवृत्त चालू करें।
नोट: प्रयोग के दौरान, सेंसर पक्षपाती है; इसलिए, तापमान लगातार गिनती प्रयोग के अंत तक मापा जाता है। सेवानिवृत्त सेंसर विद्युत लगातार गिनती प्रयोग के अंत तक तापमान को मापने के लिए 100 μA से 1 एमए के लिए रेंज में एक डीसी वर्तमान लगाने से पक्षपाती है। यह शोर के स्तर पर और पता लगाया संकेत आयाम के बीच एक व्यापार बंद के बाद से वहाँ सही मौजूदा स्तर का चयन करने के लिए महत्वपूर्ण है। सिरिंज पंप सूक्ष्म चैनल में प्रवाह पैदा करने के लिए प्रयोग किया जाता है। टीपीडी प्रयोग करने के लिए एक उचित प्रवाह की दर का चयन माप की गति तक सीमित है। इस गति डिवाइस और बिजली के माप की गति के थर्मल लगातार समय के एक समारोह है। थर्मल कण का पता लगाने प्रयोग के परिणाम 3 चित्र में दिखाए जाते हैं। - Callendar-वान Dusen समीकरण 6 का प्रयोग तापमान मापा प्रतिरोध डेटा परिवर्तित करने के लिए विकसित डाटा प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर (LabVIEW) का प्रयोग करें।
थर्मल 2.एक माइक्रो-कैलोरीमीटर का प्रयोग तरल पदार्थ की विशेषता
- इस प्रक्रिया में, थर्मल diffusivity और नमूने के विशिष्ट गर्मी को मापने के लिए पर चिप कैलोरीमीटर डिवाइस (चित्रा -4 ए) 3 का उपयोग करें।
नोट: प्रत्येक मरने पर, 2 माइक्रो-कैलोरीमीटर कक्षों (4B चित्रा) कर रहे हैं। प्रत्येक कक्ष 2 inlets और एक आउटलेट है। और प्रत्येक कक्ष के एक हीटर और एकीकृत एक सेवानिवृत्त सेंसर किया है। - डिवाइस धारक (चित्रा 4C) पर सूक्ष्म कैलोरीमीटर डिवाइस रखें। धारक फिटिंग के साथ microfluidic inlets और दुकानों के लिए डिवाइस संरेखित करें। डिवाइस के शीर्ष पर PDMS सील परत रखें।
- डिवाइस धारक पर बिजली के कनेक्शन पिंस स्थापित करें और धारक शिकंजा ताला।
नोट: ऊंचाई समायोज्य पोगो पिंस बिजली के संपर्क पैड के साथ गठबंधन कर रहे हैं सुनिश्चित करें। - डिवाइस धारक (चित्रा 4D) के लिए चुंबकीय latches के साथ microfluidic इंटरफेस परत को स्थापित करें। पीटी कनेक्टएफई inlets और आउटलेट दोनों के लिए ट्यूबों। नमूना भरी हुई सिरिंज पंप करने के लिए एक प्रवेश कनेक्ट और तापीय धारिता इस मामले में मापा नहीं है, के रूप में एक दूसरे के करीब है।
- सूक्ष्म चैनल और कक्षों में नमूना लोड करने के लिए एक विकसित कंप्यूटर नियंत्रित प्रोग्राम का उपयोग करें।
नोट: कार्यक्रम पतली फिल्म निलंबित कक्ष पर अत्यधिक दबाव जारी करने के लिए बंद कर दिया प्रवाह का उपयोग करेगा।- कांच सिरिंज में 300 μl नमूना लोड और सिरिंज पंप पर जगह है। उच्च चिपचिपापन नमूने (जैसे, ग्लिसरॉल और ईओण का तरल पदार्थ) के लिए बहुत धीमी गति से (0.25 μl / मिनट) निरंतर प्रवाह दरों का प्रयोग करें। विशिष्ट गर्मी मापन के लिए थर्मल diffusivity मापन और ईओण का तरल पदार्थ के लिए एक ग्लिसरॉल नमूना का प्रयोग करें।
- माप
- थर्मल diffusivity माप
- चित्रा 5 ए में दिखाया गया है माप सेटअप कनेक्ट करें। माइक्रो कैलोरीमीटर चैम्बर के लिए ग्लिसरॉल नमूना लोड। Hea के लिए संशोधित कंप्यूटर नियंत्रित कार्यक्रम चलाएं टी पैठ समय माप।
- मापा गर्मी पैठ समय 7 से थर्मल diffusivity की गणना के लिए calibrated गर्मी पैठ समीकरण का उपयोग करें:
α थर्मल diffusivity है जहां, एल चैंबर की मोटाई, पी के कारण निर्माण की प्रक्रिया बदलाव के लिए मोटाई अंशांकन कारक है, और टी 0 गर्मी प्रवेश का समय है।
- विशिष्ट ऊष्मा मापन
- चित्रा 5 ब रूप में दिखाया गया TWA माप सेटअप का उपयोग करें। एक ही नमूना लोड हो रहा है प्रोग्राम का उपयोग करें और चैम्बर में ईओण का तरल लोड। एसी तापमान के उतार चढ़ाव (∂ टी एसी) के आयाम प्राप्त करने के लिए TWA कार्यक्रम चलाने के लिए और गणना करने के लिए विशिष्ट गर्मी समीकरण का उपयोग विशिष्ट, सी पी, प्रत्येक ईओण का तरल नमूना 8 के लिए गर्मी:
28eq2.jpg "चौड़ाई =" 117 "/>
सी 0 इनपुट शक्ति अंशांकन कारक है, जहां इनपुट शक्ति है पी में, ω प्रवर्तन संकेत की आवृत्ति है, और मीटर तरल नमूना की बड़े पैमाने पर है।
- चित्रा 5 ब रूप में दिखाया गया TWA माप सेटअप का उपयोग करें। एक ही नमूना लोड हो रहा है प्रोग्राम का उपयोग करें और चैम्बर में ईओण का तरल लोड। एसी तापमान के उतार चढ़ाव (∂ टी एसी) के आयाम प्राप्त करने के लिए TWA कार्यक्रम चलाने के लिए और गणना करने के लिए विशिष्ट गर्मी समीकरण का उपयोग विशिष्ट, सी पी, प्रत्येक ईओण का तरल नमूना 8 के लिए गर्मी:
- थर्मल diffusivity माप
कागज आधारित microfluidic युक्ति में 3. उष्मापन बायोकेमिकल डिटेक्शन
- Microfabricated पतली फिल्म (40-50 एनएम निकल) सेवानिवृत्त सेंसर का उपयोग करें। सेवानिवृत्त सेंसर के निर्माण के लिए कदम उठाए पिछले कार्यों 4 में समझाया जाता है।
- कागज आधारित चैनल निर्माण के लिए 4, कागज एक डिजाइन पैटर्न (एल आकार) के साथ microfluidic चैनलों में कटौती करने के लिए एक चाकू प्लॉटर का उपयोग करें। काटने, चटाई के शीर्ष पर कागज प्लेस कागज और चाकू प्लॉटर को काटने चटाई लोड, और microfluidic कागज चैनलों 4 कटौती करने के लिए उचित नुस्खा का उपयोग करें।
- डिवाइस और चैनल एकीकरण के लिए, सेवानिवृत्त संवेदक पर कागज एकीकृत करने के लिए एक एक्रिलिक चिपकने वाला परत (5 माइक्रोन) का उपयोग करें। एक साफ B उपयोगभार रखना डिवाइस के लिए कागज धक्का और हवा के बुलबुले (चित्रा 6A) को हटाने के लिए। एक्रिलिक फिल्म सेवानिवृत्त सेंसर पर कागज पकड़ के लिए एक चिपकने वाला परत है।
- एंजाइम सक्रियण के लिए, भगवान एंजाइम सक्रिय करने के लिए 50 मिमी सोडियम एसीटेट बफर का उपयोग करें। 1 मिलीग्राम / एमएल समाधान बनाने के लिए सोडियम एसीटेट बफर के 1 मिलीलीटर के लिए भगवान एंजाइम की 1 मिलीग्राम जोड़ें। 5.1 समाधान के पीएच को समायोजित करें।
नोट: समाधान 5.1 के पीएच बनाए रखने के लिए सोडियम एसीटेट बफर में एसिटिक एसिड की मात्रा समायोजित करें। - पूर्वाग्रह 1 MA डीसी के वर्तमान के साथ सेवानिवृत्त सेवानिवृत्त सक्रिय करने और प्रतिरोध प्रयोग (~ 4 मिनट) के बाद नीचे बैठती है, जबकि लगातार प्रतिरोध स्रोत / मीटर को मापने के शुरू करने के लिए।
नोट: चित्रा 6B कागज आधारित उष्मापन परीक्षण के लिए माप सेटअप पता चलता है। - पिपेट के माध्यम से कागज सूक्ष्म चैनल (स्थिरीकरण साइट) के केंद्र के लिए तैयार भगवान समाधान के 2 μl का परिचय। पता चला तापमान (चित्रा 7A) टी शुरू करनी चाहिएओ कमी।
नोट: यह ठंडा प्रभाव एक साथ नमूना के उच्च आपरेशन सेवानिवृत्त के तापमान और वाष्पीकरण की वजह से है। - ग्लूकोज एकाग्रता के लिए उपाय, चैनल इनलेट करने के लिए मानक ग्लूकोज नियंत्रण समाधान 9 परिचय और प्रतिक्रिया की वजह से प्रतिरोध परिवर्तन को मापने। सभी (उच्च, सामान्य और कम मात्रा) अलग ग्लूकोज नियंत्रण के समाधान के साथ इस प्रयोग को दोहराएँ और प्रतिरोध डेटा को बचाने के।
- निकल सेवानिवृत्त और Callendar-वान Dusen समीकरण के लिए प्रतिरोध (TCR) के तापमान गुणांक का उपयोग करना, तापमान के लिए प्रतिरोध परिवर्तन परिवर्तित। ग्लूकोज की प्रतिक्रिया तापीय धारिता और भगवान एंजाइम (Δ एच = -80 केजे / तिल) पर और एकाग्रता समीकरण 10 का उपयोग करके प्रत्येक नमूने में ग्लूकोज की एकाग्रता की गणना:
एन पी दाढ़ एकाग्रता, सी का पता चला है जहां
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Representative Results
चित्रा 3 मापा थर्मल संकेत की साजिश को दर्शाता है। इसी ऑप्टिकल छवियों के साथ मोतियों की उपस्थिति में उत्पन्न संकेतों सूक्ष्म चैनल में microsphere पुनश्च मोतियों की सफल पता लगाने दिखा। सूक्ष्म चैनल के माध्यम से गुजर तरल की तापीय चालकता पुनश्च मोतियों की मौजूदगी की वजह से बदल रहा है। चैनल की तापीय चालकता में यह बदलाव सूक्ष्म चैनल में गर्मी हस्तांतरण प्रभावित हो रहा है। सूक्ष्म चैनल में गर्मी हस्तांतरण में परिवर्तन प्रतिरोध उतार-चढ़ाव (चित्रा 3 ए और बी) के रूप में सेवानिवृत्त ने पता लगाया है।
पता चला संकेत भी चैनल में गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित करेगा जो स्थानीय प्रवाह क्षेत्र (चित्रा -3 सी और डी) में परिवर्तन से प्रभावित हो सकते हैं। थर्मल चालकता में परिवर्तन के तापमान में वृद्धि होगी। इसके अलावा, सूक्ष्म चैनल में स्थानीय वेग परिवर्तन आधारितचैनल आकार के निजी सचिव मनका के तुलनीय आयामों पर, स्थानीय गर्मी हस्तांतरण में वृद्धि के कारण। यह पता लगाया प्रतिरोध में एक कमी के रूप में प्रकट होता है के रूप में इस मामले में, गर्मी हस्तांतरण में परिवर्तन के प्रभाव का प्रमुख है। इसलिए, कण आकार के साथ चैनल के आकार के पत्राचार टीपीडी प्रयोग में आवश्यक है। वर्तमान परिणामों की गिनती और कणों के आकार का पता लगाने के टीपीडी तकनीक की क्षमता प्रदर्शित करता है।
ग्लिसरॉल के थर्मल diffusivity के मापा मूल्य सैद्धांतिक मूल्य का 8% के भीतर है, जो 9.94 एक्स 10 -8 2 मीटर / सेकंड है। तालिका 1 शुरू की विधि से अलग ईओण का तरल नमूनों की मापा मूल्यों को दर्शाता है। माप की सटीकता की पुष्टि करने के लिए, पानी के विशिष्ट गर्मी कम से कम 5% त्रुटि के साथ एक ही तकनीक का उपयोग कर मापा गया था।
ग्लूकोज और भगवान चित्रा 7A में दिखाया गया है की एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के कारण का पता चला तापमान संकेत। टीडिजाइन किए सूक्ष्म चैनल पर वह प्रतिक्रिया क्षेत्र के कुल क्षेत्रफल का 45% है। एकाग्रता की गणना करने के लिए, ग्लूकोज का केवल इस हिस्से पर विचार किया जाएगा। ग्लूकोज ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के परिमित दर भी एक प्रतिक्रिया कैनेटीक्स कारक के रूप में माना जाता है। उपलब्ध वाणिज्यिक ग्लूकोज मीटर परिणामों के साथ पाया एकाग्रता की तुलना (चित्रा 7B) गढ़े डिवाइस में उच्च परिशुद्धता (<30%) से पता चलता है।
थर्मल कण का पता लगाने के लिए 1. microfluidic युक्ति चित्रा। (ए) डिवाइस योजनाबद्ध। (बी) के थर्मल माप पद्धति का उपयोग कण का पता लगाने के पार के अनुभागीय दृश्य। इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2. थर्मल कण का पता लगाने (टीपीडी) के लिए प्रयोगात्मक सेटअप। एक कंप्यूटर नियंत्रित स्रोत / मीटर पूर्वाग्रह सेवानिवृत्त करने के लिए इस्तेमाल किया और प्रतिरोध उपाय कर रहा है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा थर्मल कण का पता लगाने के 3. परिणाम। (ए) 90 माइक्रोन पुनश्च मनका 5 μl / मिनट के प्रवाह की दर के साथ सेवानिवृत्त सेंसर गुजर रहा है जब पता चला प्रतिरोध परिवर्तन। थर्मल चालकता में विस्तार से बताया परिवर्तन तापमान में वृद्धि और सेवानिवृत्त प्रतिरोध माप में प्रतिरोध परिवर्तन के रूप में दिखाई देगा। (बी) के ऑप्टिकल छविसेंसर गुजर चित्रा 3 ए में एक ही मनका। (सी) 200 माइक्रोन पुनश्च मनका 5 μl / मिनट के प्रवाह की दर के साथ सेवानिवृत्त सेंसर गुजर रहा है जब पता चला प्रतिरोध परिवर्तन। (डी) चित्रा -3 सी गुजर में एक ही मनका के ऑप्टिकल छवि सेंसर। [2]। से यह आंकड़ा अनुमति के साथ संशोधित किया गया है इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4 पर चिप माइक्रो कैलोरीमीटर और डिवाइस धारक गढ़े। (ए) micromachined 3-आयामी पर चिप निलंबित सूक्ष्म कैलोरीमीटर डिवाइस की एक तस्वीर। चिप दो समान कक्षों, दो inlets और एक दुकान है, जिनमें से प्रत्येक की है। (बी) schematmicromachined सूक्ष्म कैलोरीमीटर चैंबर के आईसी। micromachined सेवानिवृत्त गढ़े डिवाइस के ऊपर की सतह पर दिखाया गया है। (सी) सूक्ष्म कैलोरीमीटर डिवाइस डिवाइस धारक पर रखा गया है। (डी) विद्युत और microfluidic कनेक्शन के साथ सूक्ष्म कैलोरीमीटर के अंतिम सेटअप। TWA का परिणाम गर्मी क्षमता गणना के लिए प्रयोग किया जाता है। [3]। से यह आंकड़ा अनुमति के साथ संशोधित किया गया है इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5. सूक्ष्म कैलोरीमीटर डिवाइस के साथ थर्मल माप की स्थापना के बिजली के कनेक्शन। (ए) गर्मी पैठ समय विश्लेषण के लिए माप सेटअप। मापा गर्मी पैठ समय का उपयोग है थर्मल चालकता गणना के लिए डी। (बी) थर्मल लहर विश्लेषण के लिए माप सेटअप। TWA का परिणाम गर्मी क्षमता गणना के लिए प्रयोग किया जाता है। [3]। से यह आंकड़ा अनुमति के साथ संशोधित किया गया है इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 6 (ए) कागज आधारित डिवाइस के योजनाबद्ध। (बी) ग्लूकोज का कागज आधारित उष्मापन का पता लगाने के लिए माप सेटअप। इस सेटअप में, एक LabVIEW नियंत्रित स्रोत / मीटर (Keithley 2600) बायस सेवानिवृत्त करने के लिए प्रयोग किया जाता है और साथ ही तापमान को मापने है। मापा तापमान और समय स्टेम मापा जा रहा है, जबकि संग्रहीत किया जाएगा। इस प्रयोग में Keithley 2600 तेजी से माप के लिए प्रयोग किया जाता है।https://www.jove.com/files/ftp_upload/52828/52828fig6large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 7. कागज आधारित उष्मापन संवेदक के साथ ग्लूकोज का पता लगाने का परिणाम है। ग्लूकोज और भगवान एंजाइम की प्रतिक्रिया के (ए) के उत्पादन में संकेत। (बी) के वाणिज्यिक ग्लूकोज मीटर परिणामों के साथ तुलना में कागज आधारित डिवाइस के साथ ग्लूकोज नियंत्रण के नमूने की अंतिम पता लगाने का परिणाम है। यह आंकड़ा [4] से अनुमति के साथ पुन: उपयोग किया गया है। "यह देखते हुए डाटा" का पता लगाने के प्रयोगों में ग्लूकोज की एकाग्रता गणना की जाती है।
| नमूना | मापा विशिष्ट ऊष्मा (जम्मू / छ कश्मीर) | |
| 1 | [यूके] [Tf2N] | 2.75 |
| 2 | [BMIM] [PF6] | 2.83 |
| 3 | [HMIM] [PF6] | 0.86 |
| 4 | [OMIM] [PF6] | 2.55 |
तालिका 1 पर चिप माइक्रो कैलोरीमीटर साथ TWA तकनीक का उपयोग कर ईओण का तरल पदार्थ की मापा विशिष्ट गर्मी। इस तालिका प्रकाशित आंकड़ों से अनुमति के साथ संशोधित किया गया है [3]।
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Disclosures
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की।
Acknowledgments
इस काम के लिए आंशिक वित्तीय सहायता जल उपकरण और विस्कॉन्सिन-मिल्वौकी (आईआईपी-0,968,887) और Marquette विश्वविद्यालय (आईआईपी-0,968,844) के विश्वविद्यालय में स्थित नीति पर उद्योग / विश्वविद्यालय सहकारी अनुसंधान केंद्र के माध्यम से अमेरिका के राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा प्रदान की गई थी। हम उपयोगी विचार विमर्श के लिए ग्लेन एम वाकर, वू-जिन चांग और शंकर राधाकृष्णन धन्यवाद।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Polydimethylsiloxane (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 | |
| PS beads - 90 μm | Corpuscular | 100265 | |
| PS beads - 200 μm | Corpuscular | 100271 | |
| Glycerol | SigmaAldrich | G5516 | |
| GOD enzyme | SigmaAldrich | G7141 | |
| Glucose Control Solution - Low | Bayer contour | Low Control | |
| Glucose Control Solution - Normal | Bayer contour | Normal Control | |
| Glucose Control Solution - High | Bayer contour | High Control | |
| Chromatography filter paper | Whatman | 3001-845 | |
| Glass | VWR | 48393-106 | |
| Acrylic Film | Nitto Denko | 5600 | |
| Glass syringe (1 ml) | Hamilton | 1001 | |
| Syringe pump | New Era | NE-500 | |
| knife plotter | Silhouette | portrait | |
| Current Preamplifier | Stanford Research | SR-570 | |
| Ocilloscope | Agilent | DSO 2420A | |
| Signal Generator | HP | HP3324A | |
| Lock-in Amplifire | Stanford Research | SRS-830 | |
| Source/meter 2400 | Keithley | 2400 | |
| Source/meter 2600 | Keithley | 2436A |
References
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- Vutha, A. K., Davaji, B., Lee, C. H., Walker, G. M. A microfluidic device for thermal particle detection. Microfluid Nanofluid. 17 (5), 871-878 (2014).
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