Summary
Vi beskriver et uddannelsessæt, der giver brugerne mulighed for at udføre flere eksperimenter og få praktisk erfaring med digitale mikrofluidics.
Abstract
Dette papir beskriver en pædagogisk kit baseret på digitale mikrofluidics. En protokol for luminolbaseret chemiluminescenseksperiment rapporteres som et specifikt eksempel. Det har også fluorescerende billeddannelse kapacitet og lukket befugtet kabinet baseret på en ultralyd forstøver for at forhindre fordampning. Sættet kan samles inden for kort tid og med minimal træning i elektronik og lodning. Sættet giver både bachelor / kandidatstuderende og entusiaster til at opnå hands-on erfaring i mikrofluidics på en intuitiv måde og blive uddannet til at få kendskab til digitale mikrofluidics.
Introduction
Mikrofluidics er et meget tværfagligt felt kæmning fysik, kemi, biologi og teknik til manipulation af små mængder væsker lige fra femtoliter til mikroliter1. Mikrofluidics er også et meget bredt og aktivt felt; en Web of Science søgning returnerer næsten 20.000 publikationer, og alligevel er der utilstrækkelig litteratur og revision papirer om brugen af mikrofluidics som pædagogisk værktøj2. Der er to indsigtsfulde, omend forældede anmeldelsesartikler af Legge og Fintschenko3,4. Legge introducerer undervisere til ideen om et laboratorium på en chip3. Fintschenko påpegede den rolle, mikrofluidics undervisning lab i Science Technology Engineering Mathematics (STEM) uddannelse og forenklet filosofier i "undervise mikrofluidics" og "brug mikrofluidics"4. En nyere gennemgang af Rackus, Ridel-Kruse og Pamme i 2019 påpeger, at mikrofluidics ud over at være tværfaglige er også et meget praktisk emne2. Den praktiske aktivitet i forbindelse med praksis med mikrofluidics giver studerende mulighed for undersøgelsesbaseret læring og gør det til et engagerende værktøj til videnskabskommunikation og opsøgende arbejde. Mikrofluidics faktisk giver et stort potentiale for naturvidenskabelige uddannelser i både formelle og uformelle omgivelser og er også et ideelt "værktøj" til at begejstre og uddanne offentligheden om det tværfaglige aspekt af moderne videnskab.
Eksempler som billige mikrokanalenheder, papirmikrofluidics og digitale mikrofluidics er ideelle værktøjer til uddannelsesmæssige formål. Blandt disse platforme mangler digitale mikrofluidics fortsat esoteriske og peer-reviewed rapporter baseret på digitale mikrofluidicsmangler 2. Her foreslår vi at bruge digitale mikrofluidics som et pædagogisk værktøj af flere grunde. For det første er digital mikrofluidics meget forskellig fra mikrokanal-baserede paradigme, fordi det er baseret på manipulation af dråber og brug af dråber som diskrete mikrovessels. For det andet manipuleres dråber på relativt generiske elektrode-array platforme, så digitale mikrofluidics kan tæt kombineres med mikroelektronik. Brugere kan udnytte et udvidet sæt elektroniske komponenter, der nu er meget tilgængelige for gør-det-selv-applikationer til elektronisk grænseflade med dråber. Derfor argumenterer vi for, at digitale mikrofluidics kan lade eleverne opleve disse unikke aspekter og være fordomsfri ikke alt for at holde sig til mikrokanalbaserede lav Reynold antal mikrofluidics1.
Kort sagt er området for digital mikrofluidics i vid udstrækning baseret på elektrowettingfænomenerne, som først blev beskrevet af Gabriel Lippmann5,6. Den seneste udvikling blev indledt af Berge i begyndelsen af 1990'erne7. Hans vigtigste bidrag er ideen om at indføre en tynd isolator for at adskille den ledende væske fra metalliske elektroder for at eliminere problemet med elektrolyse. Denne idé er blevet kaldt elektrowetting på dielektrisk (EWOD). Efterfølgende blev de digitale mikrofluidics populariseret af flere banebrydende forskere8,9. Nu er en omfattende liste over applikationer for eksempel i klinisk diagnostik, kemi og biologi blevet bevist på digital mikrofluidics10,11,12 og derfor er der masser af eksempler til rådighed for en uddannelsesmæssig indstilling. Især langs den linje af lave omkostninger, gør-det-selv digitale mikrofluidics, Abdelgawad og Wheeler har tidligere rapporteret billige, hurtig prototyper af digitale mikrofluidics13,14. Fobel et al., har også rapporteret DropBot som en open source digital mikrofluidic kontrolsystem15. Yafia et al., rapporterede også en bærbar digital mikrofluidics baseret på 3D trykte dele og mindre telefon16. Alistar og Gaudenz har også udviklet den batteridrevne OpenDrop platform, som er baseret på felteffekten transistor array og dc aktivering17.
Her præsenterer vi et digitalt mikrofluidics pædagogisk kit baseret på kommercielt indkøbt printkort (PCB), der giver brugeren mulighed for at samle og få praktisk erfaring med digitale mikrofluidics (Figur 1). Gebyr for service til at oprette PCB fra digitale designfiler er bredt tilgængeligt, og derfor synes vi, det er en levedygtig billig løsning til uddannelse, forudsat at digitale designfiler kan deles. Omhyggeligt valg af komponenter og systemdesign er lavet for at forenkle montageprocessen og gøre en grænseflade med brugerens intuitive. Derfor bruges en enpladekonfiguration i stedet for en topladekonfiguration for at undgå behovet for en topplade. Både komponenterne og testkemikalierne skal være let tilgængelige. For eksempel bruges madindpakning fra supermarkedet som isolator i vores kit.
For at bevise gennemførligheden af vores kit foreslår vi et specifikt kemieksperiment baseret på luminols chemiluminescens og leverer protokollen. Håbet er, at visuel observation af chemiluminescens kan begejstre og ophidse studerende. Luminol er et kemikalie, der udviser en blå glød, når det blandes med et oxiderende middel som H2O2 og bruges typisk i retsvidenskab til at detektere blod18. I vores laboratoriemiljø fungerer kaliumferricyanid som katalysator. Luminol reagerer med hydroxidionen og danner en dianion. Dianionen reagerer efterfølgende med ilt fra brintoverilte for at danne 5-aminophthalic syre med elektroner i ophidset tilstand, og afslapning af elektroner fra ophidset tilstand til jordtilstand resulterer i fotoner, der er synlige som et udbrud af blåt lys.
Vi rapporterer også et fluorescerende billedeksperiment med en smart telefon for at demonstrere integrationen af en lysdiode (LED) som en excitationslyskilde. Endelig er dråbefordampning et problem i mikrofluidics, men bliver sjældent behandlet. (En vanddråbe på 1 μL går tabt inden for 1 time fra et åbent substrat3.) Vi bruger en forstøver baseret på en højfrekvent piezo transducer til at omdanne vand til fin tåge. Dette skaber et befugtet miljø for at forhindre dråbefordampning og demonstrerer langvarig (~ 1 h) dråbeaktivering.
Figur 1: Skemaer over EWOD-opsætning. Fugtigheden styres også. (b) Skemaer over PCB-layout. Elektroder, LED for fluorescerende billeddannelse, modstand, og felteffekt transistorer (FET) er mærket. Skalabjælke på 1 cm vises også. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2:Topvisning af sættet. Microcontroller bord, højspændingsforsyning bord, EWOD PCB, fugtighed sensor, og forstøver er mærket. Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1) Samling af det digitale mikrofluidics kit
- Lodde overflademonteringsmodstande, transistorer og lysdioder på PRINT-brættet i henhold til skemaerne i figur 1b.
- Tilslut højspændingsforsyningskortets output til PRINT-brættet med loddede komponenter(figur 2 og supplerende figur 1).
- Tilslut batteriet til spændingsforstærkerpladen for at øge spændingen fra 6 V til 12 V (figur 2 og supplerende figur 1).
- Tilslut højspændingsforsyningskortet til spændingsforstærkerpladen for at øge spændingen fra 12 V til ~230 V (figur 2 og supplerende figur 1).
- Tilslut fugtighedssensoren til mikrokontrollerkortet. Tilslut ultralyd piezo forstøveren og forstøver føreren bord til microcontroller bord(Figur 2 og supplerende figur 1).
- Hele samlingen anbringes i akrylkabinettet med dimensioner på 23 cm x 20,5 cm x 6 cm.
- Tænd for mikrocontrolleren med koden (Supplerende kode) og brug det digitale multimeter til at måle spændingen på EWOD-elektroden for at sikre, at udgangsspændingen er ~230 V. Juster højspændingsforsyningskortets variable modstand, så udgangsspændingen er ~230 V ( Supplerendefigur 2).
2) Forberedelse af isolator på elektrode array
- Brug rene nitrilhandsker. Brug en mikropipette til at påføre ~ 10 μL af 5 cSt silikoneolie på elektrodeområdet og brug en finger til at sprede silikoneolien jævnt på elektrodeområdet. Bemærk, at silikoneolie fungerer som påfyldning mellem elektrode og mad wrap isolator og for at undgå airgap.
- Skær et stykke madindpakning med dimensioner på ca. 2,5 cm x 4 cm og læg det oven på elektroden. Brug micropipette til at anvende ~ 10 μL af 5 cSt silikoneolie på elektrodeområdet og brug en finger til at sprede silikoneolien jævnt. Bemærk, at silikoneolien fungerer som et hydrofobisk lag oven på isolatoren.
3) Chemiluminescence eksperiment baseret på luminol
- 0,25 g luminol og 1,6 g NaOH blandes i 25 ml deioniseret vand i et bægerglas med glasomrører for at opnå en opløsning.
- 20 ml af opløsningen blandes fra det foregående trin med 20 ml hydrogenperoxid på 3%.
- Brug en mikropipette til at placere 2-5 μL luminolopløsningen fra det foregående trin på målelektroden.
- Brug en mikropipette til at placere 10 μL på 0,1% m/w kaliumferricyanid på elektroden. Bemærk, at dette er dråben, der skal flyttes til elektrovædning.
- Tænd for mikrocontrolleren for at flytte 10 μL dråbe kaliumferid for at fusionere med luminolen.
4) Fluorescerende billeddiagnostisk eksperiment
- Skær et stykke halvgennemsigtigt tape med dimensioner på ~ 1 cm x 1 cm. Placer det halvgennemsigtige bånd mellem excitationslysdioder og EWOD-elektroder.
- Vedhæft emissionsfarveglasfilteret på smarttelefonens kamera med tape.
- Der blandes 2,5 mg fluorescein isothiocyanat i vandig ethanolopløsning (3% m/w).
- Pipette ~10 μL af opløsningen fra det foregående trin på en af elektroderne.
- Tænd for mikrokontrolleren.
- Brug smarttelefonen til at optage en video af dråbeaktivering.
5) Langsigtet dråbe aktivering eksperiment med ultralyd forstøver
- Placer 1 mL vand på ultralydsforstøveren. Bemærk, at koden er skrevet for at bruge en tærskelfeedbackalgoritme til at opretholde et fugtighedsniveau på over 90%.
- Placer en 10 μL dråbe med en mikropipette. Tænd for mikrocontrolleren, og luk straks låget på kabinettet.
- Vent til ~ 1 time. Visuelt kontrollere droplet aktivering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Dråbeaktivering registreres med en smartphone. De repræsentative resultater for chemiluminescens og fluorescerende billeddannelse er vist i figur 3 og figur 4. Til chemiluminescensforsøget aktiveres dråben på 10 μL ferricyanid for at bevæge sig og blandes med forudindstillet 2 μL dråbe på målelektroden som vist i figur 3. Tidsperioden mellem successive bevægelse er indstillet til at være 4 s, langsom nok til nem observation. Bemærk, at det blå lys, der opstår ved blanding af luminolopløsning (med hydrogenperoxid) med kaliumferricyanid, kan ses med det blotte øje selv under omgivende lys. For fluorescerende billeddannelse, der vises i figur 4, skal eksperimentet udføres i mørke. Det halvgennemsigtige bånd tjener som diffusor til jævnt at fordele excitationslyset på dråben. Det udsendte lys fra fluorescensen filtreres med et billigt emissionsfilter, der er fastgjort på smarttelefonkameraet. Denne billeddannelse ordning er enklere end den sædvanlige dichroic spejl baseret ordning i en typisk benchtop fluorescens mikroskop. For et langvarigt (~1 h) eksperiment kan vellykket dråbeaktivering observeres som vist i figur 5a. Figur 5b viser repræsentative fugtighedsdata under påvirkning af en ultralydsforstøver. Vi måler også dråbediameteren med og uden forstøver. Uden forstøver krymper dråbediameteren fra 4,0 mm til 2,2 mm, og volumenet ændres fra 10 μL til 6 μL ved stuetemperatur og relativ luftfugtighed på ~57%. Med forstøver krymper dråbediameteren fra 4 mm til 3,1 mm, og volumenet ændres fra 10 μL til 8 μL ved stuetemperatur og relativ luftfugtighed >90%.
Figur 3: Øjebliksbillede af dråbebevægelse og kemisk luminescens. Ved t = 12 s resulterer blanding af luminol med kaliumferricyanid i et synligt udbrud af blåt lys. Skalabjælke på 1 cm vises også. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Integration med fluorescerende billeddannelse. En LED fungerer som lyskilde til excitation. Et halvgennemsigtigt klart kontorbånd fungerer som en let diffusor. Emissionsfilteret er direkte fastgjort til smarttelefonkameraet. b)Fluorescerende billeddannelse af dråben indeholdende fluoresceinisothiocyanat. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: Dråbeaktivering under fugtighedskontrol med ultralydsforstøver. (a) Snapshot af dråbebevægelse efter 1 time. Skalabjælke på 1 cm vises også. (b) Relativ luftfugtighed versus tid under påvirkning af ultralydsforstøveren. En pil angiver, at forstøveren er slukket på grund af tærskelalgoritmen. Tærsklen for relativ luftfugtighed er sat til 90%. Klik her for at se en større version af dette tal.
Supplerende figur 1: Ledningsskemaer. Microcontroller og højspændingsstrømforsyningskortet drives af et batteri. Al betjening er orkestreret med mikro controller bord. Forstøveren aktiveres af førerkortet. Klik her for at hente denne fil.
Supplerende figur 2: Højspændingskoblingskredsløb. En højspændingsmetaloxid halvlederfelteffekt transistor (MOSFET) med en modstand bruges til at skifte EWOD elektrode. Klik her for at hente denne fil.
Supplerende tabel 1: Omkostningsoverslag over komponenter i vores kit. Enhedsomkostningerne for komponenter som transistorer, modstande, lysdiode anslås ud fra bulkprisen på en pakke med 10 til 100 komponenter. Omkostningerne omfatter ikke det brugerdefinerede akrylkabinet. Klik her for at downloade denne tabel.
Supplerende kode: Brugerdefineret script, der gør det muligt at aktivere dråbebevægelsen og ultralydsforstøveren for at befugte dråbemiljøet. Klik her for at hente denne fil.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den her beskrevne procedure gør det muligt for læseren at samle og teste et fungerende EWOD-system til dråbeaktivering og få praktisk erfaring med mikrofluidics. Vi undgår med vilje dyre komponenter og kemiske prøver. I øjeblikket kan et sæt konstrueresfor ~ $ 130 med den dyreste komponent er optisk farveglas til fluorescerende billeddannelse og mikrokontroller eksklusive brugerdefinerede akryl kabinet(Supplerende Tabel 1). For en sådan omkostning, en fluorescerende billeddannelse kapacitet og en aktiv luftfugtighed miljøkontrol baseret på forstøver er også inkluderet. (En typisk fluorescens mikroskop koster mere end ~ $ 1.50019,og selv en billig digital fluorescens mikroskop koster $ 300.) Disse lave omkostninger gør vores kit praktisk til en storstilet uddannelsesmæssig indstilling. Til sammenligning koster Dropbot i øjeblikket ~ $ 5,00020 og OpenDrop-platformen koster ~ $ 1,0002. Tabel 1indeholder et sammendrag af sammenligningen af disse platforme .
| Sammenligning mellem Dropbot, OpenDrop og Education kit | |||
| DropBot | OpenDrop | Uddannelsessæt | |
| Elektrode substrat | underlag af glas | Pcb | Pcb |
| Belægningsteknik | Vakuumaflejring | tynd film og olie | Mad wrap og olie |
| Aktiveringssignal | ac (10 kHz, typisk) | Dc | Dc |
| Kørsel Elektronik | HV-forstærker- og relæsystem | Transistor for felteffekt | Transistor for felteffekt |
| Befugtet miljø | Ingen | Ingen | Ja. Med forstøver |
| Billedbehandling | Ekstern mikroscpe | Ekstern mikroscpe | Ja. Med smart telefon |
| Omkostninger | $5.000 | $1.000 | 100 kr. |
Tabel 1: Sammenligning mellem Dropbot, OpenDrop og vores uddannelsessæt.
For at vurdere muligheden for brug af vores pædagogiske kit, har vi anmodet om 13 bachelorstuderende med assorteret baggrund. Deres hovedfag omfatter fysik, biologi, kemiteknik, medicin, materialevidenskab, maskinteknik og elektroteknik. Vi forsøger med vilje at undgå den situation, at de studerende kommer alt for fra elektroteknik og arrangerer kun én elev med hovedfag i elektroteknik. Vi har instrueret dem i at lodde komponenter til PRINT og i sidste ende test droplet aktivering på vores kit inden for 2 timer. Ingen studerende undtagen en fra elektroteknik har tidligere erfaring med lodning. I sidste ende indsamler vi statistikkerne. Den vellykkede sats er 62%. Vi fandt ud af, at lodning af overflademonteringskomponenten er flaskehalsprocessen for vellykket samling af sættet. Den generelle retningslinje er som følger. Fintschenko påpegede, at værktøjer eller eksperimenter falder et sted i spektret mellem en gør-det-selv grænse og den sorte boks grænse. Med stigende ingeniørerfaring på siden af de studerende, f.eks. fra elektroteknik baggrund, kan mere af laboratoriesessionen tage på gør-det-selv smag. Men uerfarne studerende i form af elektronik færdigheder som dem på kemi, biologi og biokemi kan udlede en fordel på den sorte boks ende af spektret med kits formonteret af instruktører.
Til reference forsøger vi også at afgrænse parameterområdet af flydende dråber, der kan bruges. For størrelsen har vi testet det maksimale og minimale væskevolumen til henholdsvis 16 μL og 8 μL med et nominelt væskevolumen på ~10 μL ansat. Vi har begrænset vores væske til vandig opløsning og undgå organiske opløsningsmidler for at undgå korrosion af polymer mad wrap isolator. Vi har også valgt almindeligt tilgængelige flydende systemer såsom bordsukker og salt til at dække en række parametre såsom ionisk koncentration, PH-værdi, tæthed og viskositet. Resultatet er sammenfattet i tabel 2. Blandt disse tests har vi valgt glycerolvandblanding som et middel til at teste maksimal viskositet af dråber og samtidig holde andre fysiske egenskaber sådan overfladespænding relativ konstant. Vi bestemmer den maksimale vægtprocent af glycerol og tilsvarende viskositet til at være ~ 40% og 3,5 cp21. Den maksimale æoniske koncentration op til 1 M testes med natriumchlorid. PH-værdien testes med acetat, citronsyre og KOH-opløsning.
| Flydende system | Nøgleparameter | Arbejdsområde |
| Glycerol vand blanding | Viskositet | glycerol 40 vægtprocent og 3,5 cps |
| Saccharose i vand | Tæthed | op til 60% wt |
| Citronsyre fortyndet i vand | PH-værdi | så lavt som PH=3 |
| Eddikesyre | PH-værdi | så lavt som PH=4 |
| Koh | PH-værdi | så højt som PH= 11 |
| Natriumchlorid | Ioniske koncentration | 10 mM til 1 M |
Tabel 2: Sortiment af flydende system, parametre og arbejdsområde testet på vores kit.
Her diskuterer vi kort fysikken, der er involveret til dråbeaktivering. Ved hjælp af den elektromekaniske afledning kan drivkraften som funktion af frekvens- og dråbeposition udledes baseret på den energikapacitet, der er lagret i systemet, fra differentiering af dette energiudtryk. En kritisk frekvens, fc, kan beregnes for hver enhedsgeometri/væskekombination21. Under denne frekvens reduceres den anslåede kraft til den, der forudsiges ved den termodynamiske metode. I dette regime opstår den kraft, der virker på dråben, fra ladninger akkumuleret nær den trefasede kontaktlinje, der elektrostatisk trækkes mod den aktiverede elektrode. Over den kritiske frekvens dominerer en væske-ditrophoretisk kraft for at trække dråben mod den aktiverede elektrode. I vores eksperiment bruger vi dc aktivering og dermed operationen er under denne kritiske frekvens og dermed trefaset kontaktlinje er elektrostatisk trukket mod den aktiverede elektrode.
Afslutningsvis er det overordnede eksperiment designet til at give læseren en praktisk eksponering for digitale mikrofluidics. Mere specifikt giver sættet eleverne mulighed for at lære optik, elektronik og fluidik, så dette aspekt er velegnet til ethvert laboratoriekursus i elektroteknik og maskinteknik på seniorniveau. Desuden kan det specifikke chemiluminescenseksperiment anvendes i et kemi- eller kemiteknisk forsøgsforløb på seniorniveau. Mens eksperimentet, der er beskrevet her, er en forenklet version af et scenarie fra det virkelige liv, kan det udvides på en ligetil måde til andre eksperimenter. For eksempel kan man parre et papirtestsæt og flytte dråben til det papir, der skal adsorberes. Vi kan også nemt kombinere en mikroprocessor med andre interaktive I/O-enheder for at give mere sofistikeret digital kontrol og programmerbarhed. Vi mener, at protokollen her også kan gavne ikke-professionelle entusiaster til at lære og anvende elektronik til yderligere at fremme deres viden om området.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Y. T. Y. vil gerne anerkende finansiering støtte fra Ministeriet for Videnskab og Teknologi under tilskud numre MOST 107-2621-M-007-001-MY3 og National Tsing Hua University under tilskud nummer 109Q2702E1. Mark Kurban fra Edanz Group (https://en-author-services.edanzgroup.com/ac) redigerede et udkast til dette manuskript.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acrylic enclosure | LOCAL vendor | 23cm x 20.5 cm x 6cm | |
| Ardunion Uno | Arduino | UNO | microcontroller board |
| acetic acid | Sigma Alrich | 695092-100ML | |
| Breadboard | MCIGICM | 400tie | 4 cm x 7 cm, 400 Points Solderless Breadboard, a pack of 4 |
| BSP89 H6327 Infineon MOSFET | Mouser | 726-BSP89H6327 | drain soure breakdown voltage 240V,on resistance 4.2 ohm |
| citrid acid | sigma Alrich | 251275-100G | |
| Color glass filter | Thorlabs | FGL 530 | color glass filter for fluorescent imaging |
| DHT11 temperature & humidity sensor | adafruit | ||
| Digital multimeter | Fluke | 17B | |
| Fluorescein isothiocyanate isomer I | sigma Alrich | F7250-50MG | 50 mg price, fluorescent imaging |
| Glycerol | Sigma Alrich | G9012-500ML | |
| High voltage power supply for Nixe tube | Vaorwne | NCH6100HV | High voltage power max dc 235V |
| LM2596 voltage booster circuit | boost voltage from 5V to 12 V | ||
| Luminol | Sigma Alrich | 123072-5G | 5 g for $110 |
| Pippet | Thermal Fisher | 1- 10 ul | |
| Printed circuit board | Local vender | 10 piece for $60 | |
| Plastic food wrap | Kirkland | Stretch-tite | food wrap Plastic food wrap |
| Potassium ferricynide | Merck | 104982 | 1 kg |
| 1N Potassium hydroxide solution (1 mol/l) | Scharlau | 1 Liter | |
| Clear Office tape 3mm | 3M Scotch | semi-transparent, used as diffuser for illumination | |
| salt | Great Value Iodized Salt | 6 oz for $7 salt from supermarket | |
| Silicone oil (5Cst) | Sigma Alrich | 317667-250ML | top hydrophobic layer & filling layer between electrode and insulator |
| sucrose | table sugar from any supermarket, 6 dollar per pound | ||
| Surface mount blue LED | oznium | 3528 | Oznium 20 Pieces of PLCC-2 Surface Mount LEDs, 3528 Size SMD SMT LED - Blue |
| Surface mount resistor 180k Ohm | Balance World Inc | 3mm x 6 mm 1watt | |
| Surface mount resistor 510Ohm | Balance World Inc | bias resistor for LED, 3mmx6mm 1watt | |
| Water atomizer | Grove | operating frequency 100 kHz supply votage 5V max 2W The kit comes with ultrasonic transducer | |
| high voltage transistor | |||
References
- Convery, N., Gadegaard, N. 30 years of microfluidics. Micro and Nano Engineering. 2, 76-91 (2019).
- Rackus, D. G., Ridel-Kruse, I. H., Pamme, N. Learning on a chip: Microfluidics for formal and informal science education. Biomicrofluidics. 13, 041501 (2019).
- Legge, C. H. Chemistry under the microscope-Lab on a chip technologies. Journal of Chemical Education. 79, 173 (2002).
- Fintschenko, Y. Education: a modular approach to microfluidics in the teaching laboratory. Lab On A Chip. 11, 3394 (2011).
- Mugele, F., Baret, J. -C. Electrowetting: from basics to applications. Journal of Physics: Condensed Matter. 17, 705-774 (2005).
- Lippmann, G. Relations entre les phenomenes electriques et capillary. Ann. Chim. Phys. 6, 494 (1875).
- Berge, B. Electrocapillarite et mouillge de films isolant par l'eau. C. R. Acad. Sci. II. 317, 157 (1993).
- Pollack, M. G., Fair, R. B., Shenderov, A. D. Electrowetting-based actuation of liquid droplets for microfluidics applications. Applied Physics Letters. 77, 1725 (2000).
- Lee, J., Kim, C. J. Surface-tension-driven microactuation based on continuous electrowetting. Journal of Microelectromechanical Systems. 9 (2), 171 (2000).
- Choi, K., Ng, A. H. C., Fobel, R., Wheeler, A. R. Digital Microfluidics. Annual Review of Analalytical Chemistry. 5, 413-440 (2012).
- Jebrail, M. J., Wheeler, A. R. Let's get digital: digitizing chemical biology with microfluidics. Current Opinion in Chemical Biology. 14, 574-581 (2000).
- Pollack, M. G., Pamula, V. K., Srinivasan, V., Eckhardt, A. E. 2011. Applications of electrowetting-based digital microfluidics in clinical diagnostics. Expert Review of Molecular Diagnostics. 11, 393-407 (2011).
- Abdelgawad, M., Wheeler, A. R. Rapid prototyping in copper substrates for digital microfluidics. Advanced Materials. 19 (1), 133-137 (2007).
- Abdelgawad, M., Wheeler, A. R. Low-cost, rapid-prototyping of digital microfluidics devices. Microfluidics and Nanofluidics. 4, 349-355 (2008).
- Fobel, R., Fobel, C., Wheeler, A. R. DropBot: an open-source digital microfluidic control system with precise control of electrostatic driving force and instantaneous drop velocity measurement. Applied Physics Letters. 102, 193513 (2013).
- Yafia, M., Ahmadi, A., Hoorfar, M., Najjaran, H. Ultra-portable smartphone controlled integrated digital microfluidic system in a 3D-printed modular assembly. Micromachines. 6 (9), 1289-1305 (2015).
- Alistar, M., Gaudenz, U. OpenDrop: an integrated do-it-yourself platform for personal use of biochips. Bioengineering. 4 (2), 45 (2017).
- Khan, P., et al. Luminol-based chemiluminescent signals: clinical and non-clinical application and future uses. Applied Biochemistry and Biotechnology. 173 (2), 333-355 (2014).
- Agresti, J. J., et al. Ultrahigh-throughput screening in drop-based microfluidics for directed evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (9), 4004-4009 (2010).
- Microfluidics. , Available from: https://microfluidics.utoronto.ca/dropbot/ (2020).
- Busnel, J. M., et al. Evaluation of capillary isoelectric focusing in glycerol-water media with a view to hydrophobic protein applications. Electrophoresis. 26, 3369-3379 (2005).
- Chatterjee, D., Shepherd, H., Garrell, R. L. Electromechanical model for actuating liquids in a two plate droplet microfluidic device. Lab On A Chip. 9, 1219-1229 (2009).
