Summary
פרוטוקול מניפולציות של microparticles בערוץ microfluidic עם עירור כפול-תדירות מוצג.
Abstract
נדגים שיטה להגדלת יכולת כוונון של פני השטח אקוסטית גל עומד (SSAW) עבור microparticles מניפולציה במערכת (LOC) מעבדה-על-שבב. עירור סימולטני של התדירות הבסיסית, הרמוני השלישי שלה, אשר נקראת כמו עירור כפול-תדירות, לזוג של מתמרים מאמבטיה (IDTs) יכול ליצור סוג חדש של עומד גלים אקוסטיים בערוץ microfluidic. משתנה הכוח, את השלב עירור כפול-תדירות אותות תוצאות שדה reconfigurable של הכוח האקוסטי קרינה להחיל את microparticles על פני microchannel (למשל, מספר ומיקום מצמתי הלחץ ו microparticle ריכוזים-הצמתים הלחץ המתאים). מאמר זה מדגים כי בזמן תנועה microparticle לצומת לחץ אחד בלבד, ניתן להפחית ~ 2-fold-היחס כוח של התדר יסוד גדול מ ~ 90%. לעומת זאת, ישנם שלושה צמתים לחץ microchannel אם פחות מ לגודל הסף הזה. יתר על כן, התאמת השלב הראשוני בין התדירות הבסיסית לבין התוצאות הרמונית השלישי בשיעורי תנועה שונים של בלוטות לחץ SSAW שלושה, כמו גם באחוזים של microparticles על כל צומת לחץ microchannel. יש הסכם טוב בין התצפית ניסיוני של תחזיות המספרי. שיטת עירור הרומן הזה יכול בקלות, לא פולשני להשתלב במערכת LOC, ועם ולהיצמדות רחב של שינויים מעטים בלבד שיבנו ניסיוני.
Introduction
LOC טכנולוגיה משלבת פונקציות אחד או מספר על שבב ביולוגיה, כימיה, ביופיזיקה של התהליכים הביו-רפואית. LOC מאפשר הצגה מעבדה בקנה מידה קטן יותר משנה מילימטרים, מהיר התגובה המחירים, זמן תגובה קצר, פקד תהליך גבוהה, של צריכת בנפח נמוך (פחות עלות ריאגנטים הפסולת, נמוך יותר, וכן אחסון מדגם נדרש פחות), של תפוקה גבוהה בשל parallelization, עלות נמוכה בעתיד הייצור ההמוני חד פעמי חסכונית, ביטחון גבוה ללימודי כימי, רדיואקטיבי או ביולוגי, ואת היתרונות של התקן קומפקטי ונייד1,2. תא מדויק מניפולציה (קרי, הצטברות ההפרדה) הוא קריטי מבוסס-LOC ניתוח ואבחון3,4. אולם, הדיוק ואת הפארמצבטית של מניפולציה microparticle יש מגוון רחב של אתגרים. טכניקות רבות, כגון אלקטרו-אוסמוזה5, dielectrophoresis (DEP)6, magnetophoresis7,8,thermophoresis9, הגישה אופטי של10, מעגל הגישה11 , הגישה hydrodynamic12, ו acoustophoresis13,14,15, פותחו. לשם השוואה, גישות אקוסטית מתאימים עבור יישום LOC כי, תיאורטית, סוגים רבים של microparticles/תאים יכולים להיות מניפולציות ביעילות noninvasively עם ניגוד גבוה מספיק (' צפיפות ', ' דחיסות ') לעומת עם הנוזל שמסביב. לכן, לעומת עמיתיהם, גישות אקוסטית זכאים מטבעו רוב microparticles וחפצים ביולוגי, לא משנה שלהם אופטי, חשמל ומגנטיות כשמשפשפים16.
גלים אקוסטיים משטח (מסורי) מ IDTs להפיץ בעיקר על פני מצע פיזואלקטריים על עובי מספר אורכי גל, ולאחר מכן הדליפה בזווית ריילי לתוך הנוזל, microchannel, על פי חוק סנל17, 18,19,20,21,22. יש להם יתרונות טכניים של יעילות אנרגיה גבוהה לאורך פני השטח בשל שלהם לוקליזציה של האנרגיה, גמישות עיצוב נהדר בתדירות גבוהה, שילוב מערכת טובה עם ערוץ microfluidic, באמצעות מזעור טכנולוגיית מערכת מיקרו-אלקטרוניים-מכניים (MEMS), פוטנציאל גבוה של ייצור המוני23. ב פרוטוקול זה, מסורים המופקים זוג IDTs זהה, מופצות בכיוון ההפוך כדי ליצור גל עומד, או SSAW, ב microchannel, איפה microparticles על תנאי יידחפו לבלוטות הלחץ, בעיקר על ידי הגיטרה האקוסטית יישומית קרינה לאלץ24. משרעת של כוח כזה הנובעת נקבעת לפי התדר עירור, microparticle בגודל22,שלה גורם ניגודיות אקוסטית25.
Acoustophoresis כאלה יש המגבלה של דפוסי בתפעול מראש שאינן מתכוונן בקלות. תדירות עירור של IDTs נקבעת לפי מרחק תקופתיים, כך רוחב הפס הוא די מוגבל. מספר אסטרטגיות פותחו כדי לשפר את יכולת tunability ומניפולציה. דרכי אקוסטית גלים עומדים חלה בחלקים שונים של microchannel הראשון ואת השני יכול להפריד microparticles באופן יעיל יותר על-פי מהירויות שונים בתנועה לכיוון קווי קטרי26. שני מצבים אלה יכול לחול גם על כל חלק microchannel, החליף לחלופין27,28,29. עם זאת, בשביל זה, מספר גדול של ציוד (קרי, שלוש הפונקציה גנרטורים, שתי יחידות התאמת עכבה ו של ממסר אלקטרומגנטית) נדרשת, עם המורכבות עלות ושליטה מוגברת של הסידור ניסיוני בשל השונות impedances חשמל תדירות היסוד, הרמוני השלישי של piezoceramic צלחת30. יתר על כן, יכול להיות מיושם אצבע מלוכסנות מתמרים מאמבטיה (SFITs) כדי להתאים את התאים ואת microparticles של תכנים על ידי מרגש תקופה של האצבעות מלוכסנות מסוימים תהודה20,31. לאחר מכן, רוחב הפס זאת, ביחס הפוך למספר של האצבעות מלוכסנות. מספר שורות קטרי לחץ יש יעילות הפרדה גבוהה יותר של רגישות לעומת הקו קטרי יחיד בתו ההפרדה המקובלת microparticle מבוססי SSAW. לחלופין, המיקום של הצמתים לחץ יכול להשתנות גם פשוט על-ידי התאמת ההבדל שלב להחיל את IDTs שני ב ה32,עיצוב33.
התדירות הבסיסית, הרמוני השלישי של IDTs יש תגובות שכיחות דומה כך שהם יכולים להיות שמחים בו זמנית, אשר מספקת tunability יותר מניפולציה microparticles34. בהשוואה עירור IDT קונבנציונאלי בתדר יחיד, התאמת הלחצים אקוסטית של עירור כפול-תדירות, לשלב ביניהם מספק ייחודיות טכניים, כגון עד ~ קיפול כפול זמן תנועה מופחת ללחצים קטרי קו או המרכז את microchannel, מגוונת מספר ומיקום של הקווים קטרי לחץ, ריכוז microparticle.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. הכנה של הערוץ Microfluidic
- מערבבים פולי-dimethylsiloxane (PDMS) עם אלסטומר הבסיס על יחס של 10:1.
- דגה את התערובת בתנור ואקום ויוצקים אותה על רקיק סיליקון עם דפוס photoresist בטון שלילי על גבי.
- דגה את פרוסות סיליקון בדוגמת שוב וחום זה ב 70 מעלות צלזיוס במשך 3 שעות בתוך אינקובטור עבור התמצקות.
2. ייצור של מתמרים מאמבטיה
- הפקדה 20 ננומטר של Cr ו- 400 nm של באל על רקיק3 LiNbO; דפוס 20 רצועות ברוחב של 150 מיקרומטר, צמצם של 2 ס מ על מסכת פלסטיק עבור פוטוליתוגרפיה על ידי הפקדת את photoresist חיובי על המצע.
- להסיר את שכבת Cr-אל האזור שאינו חשוף עם אצטון.
- מתייחסים השטח של אותם עם חמצן פלזמה (עם יחס חנקן וחמצן של 2:1)-הכוח של 30 W עבור 60 s.
- יישר את microchannel PDMS ובונד זה אל המצע3 LiNbO על ידי לחיצה עם אגודל לכמה שניות.
- מניחים את המכשיר משולבת בבית הבליעה חימום ב 60 מעלות צלזיוס במשך 3 שעות.
3. כפול-תדירות עירור
- להחיל בו-זמנית שני רכיבים תדר (f1 ו- f3, התדירות הבסיסית ו שלה הרמוני השלישי של IDT מפוברק, בהתאמה) עם הפרש פאזה φ ביניהם זוג IDTs, כך המסור המיוצר עלול להתבטא כדלקמן.
כאן,
ו 
= הלחצים אקוסטית. - לסנתז waveform כפול-תדירות שימוש בעורך המשוואות של תוכנת היישום ArbExpress בתדר דגימה של MS 100/s ולאחר מכן אחסן אותו מחולל כקלט שרירותי עבור עירור המסור לניסוי ויה כבל USB.
- משתנים הכוח של התדירות הבסיסית כדי האנרגיה הנפלט
מ- 100% (עירור בתדר בסיסי בלבד) ל- 0% (עירור-הרמוני גרידא השלישי); השוואה טובה, לשנות אך לשמור הכוח הכולל זהה. - משתנים הפרשי פאזה עירור כפול-תדר של 0° עד 360°.
ו 
= הלחצים אקוסטית.
מ- 100% (עירור בתדר בסיסי בלבד) ל- 0% (עירור-הרמוני גרידא השלישי); השוואה טובה, לשנות אך לשמור הכוח הכולל זהה.4. סימולציה נומרי
- לתאר את התנועה של הזרם שכבתית וחישובים עם ריינולדס נמוך (כלומר, Re = 0.55) ואת מאך מספרים כדלקמן35.
כאן,
= נוזל המהירות,
=, צמיגות דינאמית
= צפיפות נוזל,
= הלחץ על הנוזל,
= מטריצת הזהות, ו
= כוח חיצוני. - תאר את כוח גרירה סטוק המיוצר על האובייקט כפי שמוצג להלן36.
כאן,
= רדיוס microparticle,
= המהירות של הנוזל, ו
= המהירות של microparticle. - שואבים את הכוח האקוסטי קרינה להחיל את microparticle, microchannel לאורך ה- x-ציר (לרוחב microchannel) בתדר יחיד כמו עוקב אחר16 .
כאן,
= נפח microparticle,
= צפיפות microparticle,
= הצפיפות של המדיום
= את דחיסות של microparticle,
= את דחיסות של המדיום. - להפיק תוצאות קרינה אקוסטית בכוח עירור כפול-תדירות כדלקמן.
- לבטא את התנועה רוחבי לכל רוחב הערוץ (לאורך y-ציר) תחת הכוח קרינה אקוסטיות והן את סטוקס גרור כוח נשלטת על ידי החוק השני של ניוטון כדלקמן.
- לפתור משוואות דיפרנציאליות רגילות (אודס) מעל באמצעות שיטת רונגה-Kutta בעימות על מחשב אישי. הגדר את הצעד הזמן ואת משך הפעילות הכולל כ- 1 µs 20 s, בהתאמה.
= נוזל המהירות,
=, צמיגות דינאמית
= צפיפות נוזל,
= הלחץ על הנוזל,
= מטריצת הזהות, ו
= כוח חיצוני.
= רדיוס microparticle,
= המהירות של הנוזל, ו
= המהירות של microparticle.
= נפח microparticle,
= צפיפות microparticle,
= הצפיפות של המדיום
= את דחיסות של microparticle,
= את דחיסות של המדיום.
5. הייזנרייך
- ספין הפתרון ירידה בריכוז 5.9 x 107 עם 4 מיקרומטר ירוק ניאון חרוזי פוליסטירן לכל 1 מ"ל על ידי מערבולת למשך כ 2-3 דקות, ואז לטבול אותו sonicator אולטרסאונד 10 דקות לשבש כל הצטברות לפני כל בדיקה.
- למלא את התערובת לתוך מזרק 3 מ"ל ויזרקו אותו עם מזרק משאבה בספיקה של 3-5 µL/min.
- של גנרטור פונקציה ואחריו מגבר כוח, נסיעה של IDT עם האות בתדר כפול.
- לבחון את microparticles התייצב ב microchannel במורד הזרם תחת מיקרוסקופ אור בהגדלה גדולה-X 40 ולהקליט את התמונה במצלמה דיגיטלית.
- למדוד את המיקום של microparticles המצטבר של תמונות דיגיטליות שנלכדה באמצעות ImageJ ובסולם הוקמה ולאחר מכן לקבוע באופן כמותי את ריכוז microparticle שהצטברו עם הבהירות פלורסצנטיות מנורמל- בכל צומת לחץ.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
חלוקות של הלחץ אקוסטית הכוח קרינה אקוסטית SSAW ב עירור כפול-תדר (6.2 ו 18.6 MHz) מוצגים באיור1. כאן, עירור כפול-תדירות מתרחשת על microparticles פוליסטירן (4 מיקרומטר בקוטר) microchannel עם רוחב של מיקרומטר 300-כוח אקוסטית של 146 mW. הלחץ אקוסטית הנובעת היא תמיד בשלב כאשר P1 > 90% כך שרק אחת לחץ צומת הוא נוכח y = 150 מיקרומטר. לעומת זאת, שלושה צמתים לחץ קיימים ב- y = 75, 150 ו מיקרומטר 225- P1 = 90%, ו- y = 50, 150 ו מיקרומטר 250- P1 = 0%. סף P1= 90% נמצא כמעט קבועה לאורך כל כל תנאי הבחינה, כמו microparticle בקוטר של 4-10 מיקרומטר, כוח אקוסטי הכולל של 73-648 mW, תדירות נהיגה 6.2-18.6 מגה הרץ.
- P1 = 90%, microparticles באזור של מיקרומטר 75 < y < 255 מיקרומטר ו 0 מיקרומטר ≤ y ≤ מיקרומטר 75 ינוע לכיוון המרכזי ואת הצומת לחץ נמוך יותר, בהתאמה. לשם השוואה, ב- P1 = 0%, האזורים המרכזי, הלחץ נמוך יותר צמתים מוחלפים 100 מיקרומטר < < 200 y מיקרומטר ו 0 מיקרומטר ≤ y ≤ 100 מיקרומטר, בהתאמה. לאחר מכן, ריכוז microparticle בצומת התחתון משתנים בין 25% ל- 33.3%, ו- צמתים במרכז מ 50% 33.3%, כאשר הפחתת P1 מ- 90% ל- 0%, בהתאמה (ראה איור 2 א). בזמן תנועה microparticle לכיוון הצומת לחץ מופחת מ כ 1.95 s- P1 = 100% ל- 0.97 s- P1 = 95% (ראה איור 2b). התלות של המיקום של הצומת הלחץ וריכוז microparticle P1, נמדד ניסיוניים, יש קשר טוב עם התחזית מספריים (R2 = 0.85 איור 2 ג' ו R 2 = 0.83 בדו מימד איור). מספר גדול של כוח יחסי היו נבדקים (n > 31) ועוברים הגיוונים בתנוחה של המצטבר microparticles (6.8-10.6%) קטנים בהרבה בהם ריכוז החלקיקים על הצמתים לחץ (6.7-31.4%), אשר עשוי להיות בשל מופע של הצטברות במהלך הצטברות microparticle.
השלב הראשוני של ההרמוניה השלישי עירור כפול-תדירות משפיע על waveform נהיגה מסונתז, הכוח קרינה אקוסטית הנובעת את microparticle, ואת המיקום של הצומת לחץ (ראה איור 3). עם גידול של φ של 0 ° 180 °, שלושת לחץ צמתים (y = 63.5, 150 ו- 236.5 מיקרומטר) בהדרגה משמרת כלפי מטה לאורך microchannel. כמו P1 היה קבוע ב- 85%, הצומת לחץ נמוך ממוקם ב y = מיקרומטר 49.5, 33.5 מיקרומטר, מיקרומטר 17 ו 0 מיקרומטר ו- φ = 45 °, 90 °, 135 ° ו 180 °, בהתאמה. הקרינה אקוסטית כוחות מ- f1 ו f3 הם שלב- φ = 0 °, בעוד שלב φ = 180 °. לדוגמה, ב- y = 75 מיקרומטר וφ = 0 °, הכוחות קרינה אקוסטית המרבי של f1 ו- f3 הם 37.68 pN ו--47.49 pN, בהתאמה. כאשר φ = 180 °, הכוח המרבי קרינה אקוסטית של f1 ו- f3 במיקום זהה הם 37.68 pN ו- 47.49pN, בהתאמה. כל הצמתים לחץ shift כלפי מטה על פני microchannel באופן ליניארי עם העלייה של φ. הוא ציין כי הצומת לחץ נמוך משתנה בקצב מהיר יותר הרבה יותר מאלה של המרכז ושל הצמתים הלחץ העליון (קרי, מ- 63.5 0 מיקרומטר, מ- 150 מיקרומטר 110.6 ומ מיקרומטר 236.5 190.1 מיקרומטר עם השינוי של φ של 0 ° 180 °). - Φ = 180 °, ישנם 4 צמתים לחץ. לאחר מכן, הצומת לחץ על הגבול התחתון (y = 0 מיקרומטר) נעלם, וכי על הגבול העליון (y = 300 מיקרומטר) עובר כלפי מטה באותו קצב כמו הצומת לחץ נמוך עם השינוי של φ מ 0 ° 180 °. - Φ = 360 °, הצומת לחץ מחליף אחד סמוך (כלומר, הצומת העליון לחץ- φ = 360 ° יש באותו מיקום הצומת המרכזי לחץ- φ = 0 °). תוצאות הניסוי יש הסכם טוב עם התחזית מספריים, במיוחד אלה של המיקום של הצומת לחץ על שלבים שונים.
איור 1. (א) תרשים סכמטי של הגדרת הניסוי ו- (ב) תמונה של microchannel IDTs ו- PDMS (סולם של 300 מיקרומטר). (ג גל הלחץ) ו- (ד) הכוח קרינה אקוסטית המתאים להחיל על microspheres 4-מיקרומטר בערוץ microfluidic 300-מיקרומטר מאת עירור כפול-תדר-הסיעות מגוונת של P1 = 100% (תדירות היסוד גרידא), 95%, 91%, 90%, 85 %, ו- 0% (הרמוני גרידא השלישי)-סך כל הכוח האקוסטי של 146 mW. תנועה של microparticle בתחילה ב y = 0 מיקרומטר (e) בקוטר של 4 מיקרומטר תחת מגוון הסיעות (88-91%), הכולל את הכוחות אקוסטית (73-648 mW) ו- (נ) עם הקוטר מגוונת של 4, 6, 8 ו- 10 מיקרומטר-סך כל הכוח האקוסטי של 73 mW. איור זה השתנה מ Sriphutkiat, י', ואח. 34. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2- (א) Microparticle עמדה וריכוז, (ב) תנועה של microparticles בתחילה ב y0 = 0 μm, ואת הזמן הצטברות microparticle באמצעות עירור כפול-תדירות את סך כל הכוח האקוסטי של 146 mW עם מגוון הסיעות. השוואה של סימולציה, ניסיוני תוצאות (סטיית תקן מרושע) (ג) המיקום של צומת לחץ (R2 = 0.85, n = 37) ו- (ד) הריכוז microparticle על כל צומת הלחץ microchannel (R2 = 0.83, n = 31)-הסיעות מגוונת של P1. דמות זו שונתה מן Sriphutkiat, י', ואח. 34. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3- (א) waveform מסונתז ב עירור כפול-תדירות, (ב) התפלגות תוצאות קרינה אקוסטית כוח על פני microchannel 300-מיקרומטר בשלב הראשוני מגוונת של 0° 180 °-היחס כוח של 85%. השפעת שלב ראשוני עירור כפול-תדירות, Ø, על המיקום של הצומת לחץ (ג) (e) וחידונים הניסוי (זאת אומרת ± סטיית תקן), ואת אחוז microparticles הצטברו כל צומת לחץ (d) הניסוי (f) וחידונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
התנועה microparticle, microchannel על ידי SSAW-עירור כפול-תדר נחקר בהרחבה במחקר זה, טכניקת המתבנת tunable ביעילות על ידי שינוי את האותות בתדר כפול עירור היה פיתח ובחן. ייצור כזה waveform בקלות ממומש על ידי רוב פונקציה גנרטורים, הגישה התאמת נוח מאוד. S12- והן S11-תגובות בתדר IDTs מפוברק להמחיש מצבי תהודה מספר34. התדירות הבסיסית מדודה של 6.1 מגה-הרץ והרמוני השלישי של מגה-הרץ 17.8 קרובים הערכים מעוצבים (6.2 ו 18.6 MHz) עם מקדמי תמסורת דומה,-8.34 dB לעומת -9.75 dB, בהתאמה. לפיכך, צפוי של אנרגיה אקוסטית דומה פלט על שני המרכיבים-עירור כפול-תדירות השימוש של IDT יחיד. כזה שילוב רכיבים אינה מוגבלת רק f1 ו- f3. אחרים, כגון f1 ו- f-5, ו- f3 f5, ישימות גם. למרות piezoceramics יכולים גם ליצור הרמוניות שונות הנפח אקוסטית, עירור סימולטני מהם הוא בלתי אפשרי. מיתוג השדה האקוסטי יכול לשפר את microparticle מיון29 אבל במחיר של המורכבות שליטה גבוהה וציוד נוסף.
מספר ומיקום של צמתים לחץ את microchannel ואת ריכוז microparticle המתאימים יכול להיות מכוון בנוחות וביעילות על ידי עירור כפול-תדר מבלי לשנות חלקים אחרים. צומת אחד בלבד לחץ על P1 > 90 אחוז הוא זהה לזה המיוצר על ידי התדירות הבסיסית. עם זאת, ישנם שלושה צמתים לחץ עם תפקידים מגוונים, ריכוז microparticle מתחת לסף הזה. הסף הזה נמצא קבוע עבור כל בדיקה פרמטרים, כגון תדירות נהיגה, הכוח האקוסטי הקוטר של microparticles. תוצאות הניסוי בהתאמה היטב התחזית התאורטית. באמצעות הצעת אסטרטגיה, הזמן תנועה של microparticles יכול להיות מופחת עד ~ קיפול כפול, מה שמרמז על תפוקה גבוהה יותר.
אפנון פאזה בתדירות כפולה מספק פקד גמיש של המיקום צמתים לחץ. דרך פשוטה כדי להגדיל את מספר microparticles על הצומת לחץ מסוים ייתכן הסטה צמתים לחץ אחרים משם או התאמת הכיוון של הכוח קרינה אקוסטית פנימה. Φ ≥ 180 °, הצומת הלחץ בתחתית microchannel ייעלם, אבל בכל אחד העליון יופיע. - Φ = 360 °, ההחלפה של צמתי הלחץ מתרחשת. לפיכך, קמטי קטרי לחץ ברציפות להעביר עם השלב מגוונים בין שני רכיבים תדר.
במחקר זה, ישנם עדיין כמה מגבלות. יותר הנחתה אקוסטית וחימום צמיגה של החומר קיר עשוי להיות מוצג כאשר מסור מפיצה דרך microchannel PDMS עבה37. גל טפיליות עירור בתוך הקיר, כך החל גל אקוסטי בתפזורת, עשוי להניע גם נוזל microchannel. ניסויים באמצעות תאים ביולוגיים הם צורך גדול לשימוש קליני.
LOC אקוסטי זה מטבעו לא פולשנית, האסטרטגיה החדשה הזו עירור יכול לשפר את ולהיצמדות ואת מניפולציה, שבו יש פוטנציאל אדיר ביישומים רבים. עירור כפול-תדירות באיבחונים ביולוגיים, כגון בידוד תאים סרטניים במחזור (CTCs), יכול לספק מידע על המופע של גרורות ולבקש, לאחר מכן, טיפול מיידי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו התקיים בחסות הרמה של קרן מחקרים אקדמיים (AcRF) 1 (RG171/15), משרד החינוך, סינגפור.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| poly-dimethylsiloxane | Dow Corning | Sylgard 184 | |
| poly-dimethylsiloxane elastomer base | Dow Corning | Sylgard 184 | |
| silicon wafer | Bonda Technology | SI8PSPD | |
| negative tone photoresist | Microchem | SU-8 | |
| double-side polished LiNbO3 wafer | University Wafer | Y-128° | |
| positive photoresist | Nicolaus-Otto-Straße | AZ 9260 | |
| oxygen plasma | Harrick Plasma | ||
| plastic mask | Infinite Graphics |
References
- Chin, C. D., Linder, V., Sia, S. K. Commercialization of microfluidic point-of-care diagnostic devices. Lab on a Chip. 12 (12), 2118-2134 (2012).
- Figeys, D., Pinto, D. Lab-on-a-chip: a revolution in biological and medical sciences. Analytical Chemistry. 72 (9), 330 A-335 A (2000).
- den Toonder, J. Circulating tumor cells: the Grand Challenge. Lab on a Chip. 11 (3), 375-377 (2011).
- Yu, L., et al. Advances of lab-on-a-chip in isolation, detection and post-processing of circulating tumour cells. Lab on a Chip. 13 (16), 3163-3182 (2013).
- Jorgenson, J. W., Lukacs, K. D. High-resolution separations based on electrophoresis and electroosmosis. Journal of Chromatography A. 218, 209-216 (1981).
- Gascoyne, P. R., Vykoukal, J. Particle separation by dielectrophoresis. Electrophoresis. 23 (13), 1973 (1973).
- Xia, N., et al. Combined microfluidic-micromagnetic separation of living cells in continuous flow. Biomedical Microdevices. 8 (4), 299-308 (2006).
- Garcés-Chávez, V., et al. Extended organization of colloidal microparticles by surface plasmon polariton excitation. Physical Review B. 73 (8), 085417 (2006).
- Zhu, T., Ye, W. Origin of Knudsen forces on heated microbeams. Physical Review E. 82 (3), 036308 (2010).
- Ashkin, A., Dziedzic, J., Yamane, T. Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams. Nature. 330 (6150), 769-771 (1987).
- Chiou, P. Y., Ohta, A. T., Wu, M. C. Massively parallel manipulation of single cells and microparticles using optical images. Nature. 436 (7049), 370-372 (2005).
- Yamada, M., Seki, M. Hydrodynamic filtration for on-chip particle concentration and classification utilizing microfluidics. Lab on a Chip. 5 (11), 1233-1239 (2005).
- Burguillos, M. A., et al. Microchannel acoustophoresis does not impact survival or function of microglia, leukocytes or tumor cells. PLoS One. 8 (5), e64233 (2013).
- Lin, S. -C. S., Mao, X., Huang, T. J. Surface acoustic wave (SAW) acoustophoresis: now and beyond. Lab on a Chip. 12 (16), 2766-2770 (2012).
- Petersson, F., Åberg, L., Swärd-Nilsson, A. -M., Laurell, T. Free flow acoustophoresis: microfluidic-based mode of particle and cell separation. Analytical Chemistry. 79 (14), 5117-5123 (2007).
- Ding, X., et al. On-chip manipulation of single microparticles, cells, and organisms using surface acoustic waves. Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (28), 11105-11109 (2012).
- Friend, J., Yeo, L. Y. Microscale acoustofluidics: Microfluidics driven via acoustics and ultrasonics. Reviews of Modern Physics. 83 (2), 647 (2011).
- Destgeer, G., Lee, K. H., Jung, J. H., Alazzam, A., Sung, H. J. Continuous separation of particles in a PDMS microfluidic channel via travelling surface acoustic waves (TSAW). Lab on a Chip. 13 (21), 4210-4216 (2013).
- Guo, F., et al. Controlling cell-cell interactions using surface acoustic waves. Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (1), 43-48 (2015).
- Ding, X., et al. Cell separation using tilted-angle standing surface acoustic waves. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (36), 12992-12997 (2014).
- Roshchupkin, D., et al. X-ray diffraction by standing surface acoustic waves. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 142 (3), 432-436 (1998).
- Shi, J., Mao, X., Ahmed, D., Colletti, A., Huang, T. J. Focusing microparticles in a microfluidic channel with standing surface acoustic waves (SSAW). Lab on a Chip. 8 (2), 221-223 (2008).
- Ding, X., et al.
- King, L. V. On the acoustic radiation pressure on spheres. Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. , The Royal Society. 212-240 (1934).
- Yosioka, K., Kawasima, Y. Acoustic radiation pressure on a compressible sphere. Acta Acustica United with Acustica. 5 (3), 167-173 (1955).
- Ratier, C., Hoyos, M. Acoustic programming in step-split-flow lateral-transport thin fractionation. Analytical Chemistry. 82 (4), 1318-1325 (2010).
- Mandralis, Z., Feke, D., Bolek, W., Burger, W., Benes, E. Enhanced synchronized ultrasonic and flow-field fractionation of suspensions. Ultrasonics. 32 (2), 113-122 (1994).
- Laurell, T., Petersson, F., Nilsson, A. Chip integrated strategies for acoustic separation and manipulation of cells and particles. Chemical Society Reviews. 36 (3), 492-506 (2007).
- Liu, Y., Lim, K. -M. Particle separation in microfluidics using a switching ultrasonic field. Lab on a Chip. 11 (18), 3167-3173 (2011).
- Brissaud, M.
- Ding, X., et al. Tunable patterning of microparticles and cells using standing surface acoustic waves. Lab on a Chip. 12 (14), 2491-2497 (2012).
- Jo, M. C., Guldiken, R. Particle manipulation by phase-shifting of surface acoustic waves. Sensors and Actuators A: Physical. 207, 39-42 (2014).
- Meng, L., et al. Transportation of single cell and microbubbles by phase-shift introduced to standing leaky surface acoustic waves. Biomicrofluidics. 5 (4), 044104 (2011).
- Sriphutkiat, Y., Zhou, Y. Particle manipulation using standing surface acoustic waves (SSAW) at dual frequency excitation: effect of power ratio. Sensors and Actuators A: Physical. 263, 521-529 (2017).
- Batchelor, G. K. An Introduction to Fluid Dynamics. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2000).
- Glynne-Jones, P., Hill, M. Acoustofluidics 23: acoustic manipulation combined with other force fields. Lab on a Chip. 13 (6), 1003-1010 (2013).
- Winkler, A., Brünig, R., Faust, C., Weser, R., Schmidt, H. Towards efficient surface acoustic wave (SAW)-based microfluidic actuators. Sensors and Actuators A: Physical. 247, 259-268 (2016).
- Chen, Y., et al. Standing surface acoustic wave (SSAW)-based microfluidic cytometer. Lab on a Chip. 14, 916-923 (2014).
- Devendran, C., et al. The importance of travelling wave components in standing surface acoustic wave (SSAW) systems. Lab on a Chip. 16, 3756-3766 (2016).
- Destgeer, G., et al. Submicron separation of microspheres via travelling surface acoustic waves. Lab on a Chip. 14, 4665-4672 (2014).
- Ding, X., et al. Standing surface acoustic wave (SSAW) based multichannel cell sorting. Lab on a Chip. 12, 4228-4231 (2012).
- Chen, Y., et al. Continuous enrichment of low-abundance cell samples using standing surface acoustic waves (SSAW). Lab on a Chip. 14, 924-930 (2014).
