Method Article

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

DOI:

10.3791/50524

⸱

August 27th, 2013

 ,  ,  , 
1NEST Center for Nanotechnology Innovation, Istituto Italiano di Tecnologia, 2NEST, Scuola Normale Superiore and Istituto Nanoscienze-CNR

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu videoda ilk bir yüzey akustik dalga (SAW) akustik ters akışlı cihazın imalat ve operasyon prosedürleri açıklar. Daha sonra SAW pompa cihaz içinde nitel akış görselleştirme ve karmaşık akış kantitatif analiz her ikisi için izin veren bir deney düzeneği göstermektedir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yüzey akustik dalgaları (SAW) akustik ters akışlı fenomen ile taşınabilir mikroakışkan fiş sıvı sürmek için kullanılabilir. Bu videoda bir çok katmanlı SAW akustik ters akışlı cihaz için üretim protokol mevcut. Cihaz iki interdijital dönüştürücüler (IDTs) ve uygun işaretleri desenli edildiği üzerine bir lityum niobat (LN) substrat başlayarak imal edilir. Bir SU8 ana kalıp üzerinde döküm bir polidimetilsiloksan (PDMS) kanal nihayet desenli yüzeye yapıştırılır. Imalat prosedürü takip ederek, PDMS kanal şebekesi yoluyla sıvı pompalamak için akustik karşı yönden cihazın karakterizasyonu ve çalışma sağlar teknikleri göstermektedir. Sonunda kanallarda sıvı akışını görselleştirmek için prosedürü mevcut. Protokol, girdapları ve partikül birikimi etki ile karakterize laminer akış ve daha karmaşık dinamikleri gibi farklı akış rejimleri altında pompalama on-chip sıvı göstermek için kullanılır.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mikroakışkan toplumun karşılaştığı devam zorluklardan biri gerçekten taşınabilir mikro-toplam-analiz sistemleri (μTAS en) entegrasyon için minyatür edilebilir etkin bir pompalama mekanizması olması ihtiyacıdır. Standart makroskopik pompalama sistemleri sadece kanal boyutu mikron aralığı aşağı düşer ya da aşağıdaki gibi nedeniyle hacimsel akış oranlarının olumsuz ölçekleme için, μTAS en için gerekli olan taşınabilirlik sağlamak için başarısız. Aksine, sıvı SAW tahrik mekanizmaları olarak artan bir ilgi kazanmıştır ve bu sorunların 1,2 bazı çözümü için umut verici bir yol olarak ortaya çıkmaktadır.

SAW sıvılar 3, enerji ulaşım çok etkili mekanizması sağlamak için gösterildi. Bir piezoelektrik yüzey, örneğin lityum niobat (LN) üzerine bir SAW yayar, dalga Rayleigh açısı θ R = sin olarak bilinen bir açıyla yolunda herhangi bir sıvı içine yayılan ne zaman722, 1 (C-F / C s), sayesinde substrat, C S, ve sıvı C-F ses hızları uyumsuzluğu. Sıvısına radyasyon Bu sızıntı sıvısı akışı sağlayan bir akustik basınç dalgası sebebiyet verir. Cihaza uygulanan cihaz geometri ve gücüne bağlı olarak, bu mekanizma, bu karıştırma akışkan, partikül sıralama, atomizasyon ve pompalama 1,4 olarak çip süreçler, geniş bir yelpazede harekete geçirmek için gösterilmiştir. SAW ile microfluids Aktüatör basitlik ve etkinlik rağmen, bugüne kadar gösterilmiştir mikroakışkan pompalama mekanizmaları tahrik SAW sadece az sayıda vardır. İlk gösteri, bir piezoelektrik yüzey 3 SAW yayılım yolu yerden serbest damlacıklarının basit çeviri oldu. Bu yeni yöntem, bir mikroakışkan harekete geçirme yöntemi olarak SAW kullanılarak çok ilgi uyandırmıştır Ancak, sıvıları için bir ihtiyaç hala oldukapalı kanalları daha zor bir görev kurulabilir. Tan ve arkadaşları. Lazer piezoelektrik yüzeye doğrudan ablasyon olduğunu bir Mikrokanallı içinde pompalama gösterdi. Kanal ve IDT boyutları ile ilgili geometrik değişiklik, onlar düzgün ve karıştırma hem akışları 5 göstermek başardık. Cam ve ark. Son zamanlarda popüler Lab-on-a-CD kavram 6,7 gerçek minyatür bir göstergesi olarak, santrifüj Mikroakiskan ile SAW harekete rotasyonlar birleştirerek mikro ve mikroakışkan bileşenleri ile sıvı hareket eden bir yöntem gösterdi. Ancak, sadece tam kapalı gösterilmiştir mekanizması pompalama Cecchini ark olmaya devam etmektedir. 'S SAW-odaklı akustik ters akışlı 8-Bu videonun odak tahrik SAW. Bu, bir sıvının, atomizasyon ile birleşme, bir yayılma yönü karşı yönde kapalı bir kanal vasıtasıyla pompalamak için patlatırkostik dalga. Bu sistem bir Mikrokanallı içinde şaşırtıcı derecede karmaşık akımları ortaya çıkmasına neden olabilir. Ayrıca, cihaz geometri bağlı olarak, laminar akışlarından girdapları ve partikül-birikimi etki ile karakterize daha karmaşık rejimlere, akış şemaları bir dizi sağlayabilir. Kolay bir cihaz içinde akış özelliklerini etkilemek için yeteneği gelişmiş çip üzerinde parçacık manipülasyon için fırsatlar gösterir.

Cihaz imalat, deneysel çalışma, ve akış görselleştirme: Bu protokolde pratik SAW tabanlı Mikroakiskan temel yönlerini açıklığa kavuşturmak istiyoruz. Biz açıkça SAW-odaklı akustik ters akışlı cihazların imalat ve operasyon için bu işlemler açıklayan olsa da, bu bölümler kolayca SAW odaklı mikroakışkan rejimlerin bir dizi uygulama için değiştirilebilir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Cihaz Fabrikasyon

  1. Tasarımı iki PHOTOMASKS, modelleme için ilk yüzey akustik dalga (SAW) tabakası ve polidimetilsiloksan (PDMS) mikrokanal kalıp için ikinci.
    1. İlk photomask interdijital dönüştürücüler karşı bir çift (IDTs)-de SAW gecikme hattı-ve mikroskopi sırasında kanal uyum ve mekansal referans işaretleri olarak bilinen vardır. Standart cihaz bir parmak genişliğinde tek elektrot IDTs var p = 10 mm, 750 mikron ve 25 düz parmak çift diyafram. Elde edilen IDT bir dalga boyu ile SAW üretir λ = 4 p bir çalışma frekansına karşılık gelen = 40 mikron f o = c SAW / λ 128 ≈ 100 MHz ° YX lityum niobat (LN). Her IDT genişliği katmanları yapıştırma sırasında herhangi bir kayma etkilerini azaltmak için Mikrokanallı iki kez genişliği üzerinde olmalıdır. IDT tasarım parametreleri compr tartışılmıştırehensively birkaç kitap içinde 9-11. Biz sadece bir IDT (kanal çıkışında yer) akustik-ters akışlı kanalda içine sıvı sürmek için gerekli olduğunu açıklama, ama desen tam bir gecikme hattı cihazı test yardımcı olur.
    2. İkinci kanal giriş oluşturmak için bir microchamber ile, SAW gecikme hattı boyunca hizalanması için basit bir mikrokanal bir yapıya sahiptir. Bizim tipik cihazlarda, bu kanallar bir genişliğe w = 300 mm ve 5 mm arasında bir uzunluğa sahiptir. Genel bir kural olarak, kanal genişliği mikrokanaldaki SAW yayılması sırasında kırınım etkilerini önlemek için en az 10 λ olmalıdır, ancak bizim test biz ~ 7 λ bir genişliği önemli ölçüde kanal içinde SAW yayılma etkilemeyeceğini bulundu.
  2. Bir LN gofret ve tutunmaya 2 cm örnek bir 2 cm ile başlar. Iletim mikroskobu gerçekleştirmek için bir çift yan cilalı gofret kullanmak gereklidir. LN onun biyouyumluluk için bir standarttır ve SAW unutmayınana ekseni boyunca polarizasyon ve yüksek piezoelektrik akupleman katsayısı, ancak diğer piezoelektrik malzeme uygun tasarım hususlar ile kullanılabilir.
  3. , Aseton içinde çalkalanarak 2-propanol ve bir azot tabanca ile kurutma substrat temizleyin.
  4. 1 dakika 4.000 rpm'de Shipley S1818 ile kat örnek Spin.
  5. 90 Yumuşak fırında ° C sıcak bir plaka üzerinde 1 dakika için.
  6. Bir maske hizalama kullanarak SAW katman maskesi ile örnek hizalayın ve 55 mJ / cm 2 ile UV ışığına maruz. Bakım LN alt-tabakanın ana ekseni boyunca IDT yönde hizalamak için önlem alınmalıdır.
  7. Maruz kalmayan fotorezist kaldırmak için 30 saniye Microposit MF319 geliştirici örnek durulayın.
  8. Iyonu giderilmiş su içinde örnek durulayarak gelişimini durdurmak ve bir azot tabancası ile kurutun.
  9. Termal buharlaşma ile 100-nm-kalınlığında altın tabaka ardından 10-nm-kalınlığında titanyum yapışma tabakası Depozito.
  10. S sonicating tarafından havalanma gerçekleştirinaseton içinde geniş, daha sonra bir azot tabancası ile 2-propanol ve kuru durulayın.
  11. Mikrokanallı alan 12 içinde hidrofobik olmak için aygıtı yüzey Silanize.
    1. Üreticinin Bilgi göre optik litografi tarafından AR-N-4340 negatif sesi ışığa ile microchamber alanı maske.
    2. 0.14 mbar basınç ve yaklaşık 450 bir önyargı gerilim vererek 100 W güç bir 2 dakika oksijen plazma (Gambetti Kenologia Srl, Colibri) ile örnek yüzeyi etkinleştirin V.
    3. 35 ml hekzadekan, 15 ml karbon tetraklorür (CCl 4), ve davlumbaz içinde bir behere 20 ul octadecyltrichlorosilane (OTS) karıştırın. Çözelti içinde yerleştiriniz ve iki saat için kapalı bırakın.
    4. 2-propanol ile cihaz durulayın ve bir azot silahla kurulayın.
    5. Yüzeyi üzerindeki su temas açısı 90 ° üstünde olup olmadığını kontrol edin. Temas açısı yetersiz ise, örnek temiz ve 1.11 'de adımları yeniden gerçekleştirmek.
    6. Kaldırmakkalıntı, aseton, 2-propanol, durulama ve bir azot tabanca ile kurutma, numune üzerine karşı.
  12. Radyo frekansı dalga kılavuzları ve standart koaksiyel konektörler (RF-PCB) ile bir baskılı devre kartı üzerinde örnek monte, ve sonra örnek kenarları akustik emici (First Contact polimer) koymak ve tel bağlama veya zıp bağlantı kullanarak IDT bağlayın.
  13. Kanal tabakasının bir ana kalıp standart optik fotolitografi kullanarak Silikon (Si) gofret küçük bir parça üzerine SU-8 ile desenli. SU-8 tipi ve fotolitografi tarifi gerekli olan son PDMS iç kanal yüksekliği bağlı olacaktır.
  14. Kalıp üzerinde PDMS Cast
    1. 10:1 'lik bir oranda bir sertleştirici madde ile birlikte PDMS karıştırın.
    2. Gaz giderme için 1.320 xg'de 2 dakika PDMS santrifüj.
    3. 1 mm sipariş üzerine toplam PDMS yüksekliğe bir Petri kabındaki SU-8 kalıp üzerine yavaşça PDMS dökün. Açık petri Ord içinde yaklaşık 30 dakika boyunca bir vakumlu desikatör içinde yerleştirilebilirdaha gazını PDMS için er.
    4. Bir kere gazı giderildi, ° C'deki bir fırında bir saat boyunca 80 ısıtılarak PDMS kür. Pişirme süresi ve sıcaklık PDMS mekanik özelliklerini etkileyebilir unutmayın.
  15. Katı PDMS katmanı hazırlayın
    1. , Bir cerrahi bıçak kullanarak kanal etrafında kesin SU8 ana zarar vermemeye dikkat ederek ve kapalı kabuğu.
    2. Kopya kenarları daha sonra rafine ve en az 2 mm kanalın yan tarafında boşluk ve kanal Prizde boşluk (sağ kesti) bırakarak bir jilet kullanarak doğruldu vardır.
    3. Sıvı yükleme girişi oluşturmak üzere bir Harris Unicore zımba kullanarak microchamber bir delik.
  16. Basit konformal yapıştırma tarafından LN substrat ile PDMS kanal Bond. Geri kalan süre bu şekilde bağ sıvı test dönemi boyunca yapacak.
    1. İki yüzeyi basınçlı nitrojen hava ile herhangi bir aşırı enkaz üfleyerek katılmadan önce temizlenir. Bu cdesenli hizalama işaretleri göre LN en önemli ekseni ile kanal hizalamak için parçaları katılırken ritical.
  17. Tam bir cihaz Şekil 1'de şematik olarak gösterilmiştir. Mağaza kullanıma kadar temiz bir ortamda cihazlar tamamladı.

Not: Tüm üretim adımları kullanmadan önce cihazın kirlenmesini önlemek için bir temiz oda ortamında yürütülmektedir önemlidir.

Not: Optik litografi adımların herhangi bir kullanım tercih edilen yöntemler ile ikame edilebilir.

Not: silanizasyon işlemi tercih edilen bir hidrofobik kaplama yöntemi 13 için ikame edilebilir.

2. RF Cihaz Test

  1. Sizin RF-PCB üzerinde kısa / açık dalga kılavuzu ile ağ veya spektrum analizi kalibre edin.
  2. Bir spektrum analizi limanlarına SAW gecikme hattı bağlayın ve en saçılma matrisi ölçmekcihaz. Tek elektrot dönüştürücüler bir çift için iletim IDT en çalışma frekansı merkezli bir basınç fonksiyonun mutlak değeri benzer olacaktır. Yansıma spektrumunda bir dalış (en az) aynı frekansta 9-11 görülür. Ana eksen Tipik birlikte 100 MHz çalışma frekansı bizim cihazlarda -15 S11 ve S22 için dB ve S 12 için -10 dB (PDMS kanalları olmadan) bulunmaktadır.

3. Mikroakiskan ve Parçacık Akış Dinamiği Görselleştirme Deney ve Analiz

  1. Mikroskop altında örnek yerleştirin. Özel optik kurulum uyulması gereken SAW Mikroakiskan olaylar bağlıdır. Örneğin, bir 4X objektif ve 30 fps video kamera ile donatılmış basit bir yansıması mikroskop sıvı dolum dinamiklerini incelemek için uygun olacaktır. Daha karmaşık mikropartikül dinamiğini incelemek için, bir 20X objektif ve 100 fps veya daha yüksek video kamera ile donatılmış bir mikroskop kullanmak gerekli olabilir. Bu importan olanobjektif ve kare hızı hem de herhangi bir mekansal ve zamansal önemli akış özellikleri yakalamak için yeterince yüksek olduğunu t.
  2. Bir RF sinyal üreteci için kanal çıkışı önündeki IDT iletişime ve saçılma matris ölçüm gözlenen rezonans frekansında bunu çalıştırmak. Akustik-ters akışlı deneylerde tipik çalışma gücü 20 dBm olduğunu. Gerekirse, bir yüksek güçlü UHF amplifikatör kullanın. Düşük güçte cihaz çalışırken Akustik-akışı ve atomizasyon olayların akustik ters akışlı olmadan gözlenir: genellikle akustik akış sirkülasyon 0 dBm başlar ve atomizasyon üzerinde 14 dBm oluşur.
  3. Bir mikropipet ile microchamber içine sıvı 60 ul yükleyin. Sıvı pasif microchamber içine karışacaktır. Gerekirse, yavaşça microchamber dolum lehine için microchamber yüzeye itin.
    1. Akış görselleştirmek için bu sıvıya mikro-eklemek için gereklidir. Parçacık clust önlemek için dikkatalçaltılması, önceki deneylere parçacık süspansiyonu sonikasyon. Yüklenirken yüzey cihaza 0 dBm sinyal uygulanır üzerinde parçacık yapışması engellenir.
  4. Mikroskop aracılığıyla video kaydetmeye başlamak ve akustik ters akışlı gözlemlemek için çalışma gücünü artırmak. Farklı akış şemaları giriş gücü, çip tasarımı ve parçacık çapı belirlenecektir.
    1. Niteliksel dinamiklerini yakalamak için, sıvı akışı bir mekansal referans olarak işaretlerini kullanarak dolgu kanal farklı aşamalarında menisküs ve girişinin yakınında kaydedilecek vardır.
    2. Mikro parçacık görüntü velosimetri (μPIV) 14,15 veya mekansal zamansal görüntü korelasyonu spektroskopisi (İSTİKLERİ) 16,17 ile parçacık dinamiği kantitatif ölçümü gerçekleştirmek için, sıvı akışı görüş sabit bir alanı ile ilgi noktası kaydedilen gerekir parçacık dinamiği dayattığı bir kare hızında en az 100 kare için.
  5. Görüntü işleme yazılımı ile video analiz edin. Kullanılacak yazılım seçimi ilgi fenomeni bağlıdır. Örneğin, atomize edilmiş damlacıklar, parçacık birikimi mekansal sıklığı, ya da seyreltilmiş parçacıklar, Fiji olarak basit ve ücretsiz bir görüntü analiz yazılımı manuel izleme büyüklüğü dağılımını ölçmek için 18 uygun bir tedavi elde etmek için ise akıcılık ve hız alan ölçümleri, mPIV özelleştirilmiş 19 veya İSTİKLERİ 20 kodu gereklidir. Bizim analizde özel İSTİKLERİ kodu MATLAB ile yazılmış, ancak dil kodlama tercih edilen bir alternatif eşit kabul edilebilir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Şekil 2, mikrokanal katmanına LN tabaka yapıştırma öncesinde alınan RF test cihazı için temsili sonuçlarını gösterir: Tipik bir S 11 ve S 12 tayfları paneli a) ve b) 'de rapor edilmiştir. S 11 spektrumda merkezi frekansta vadinin derinliği RF güç dönüşüm verimliliği ile ilgilidir mekanik güç SAW. Bu nedenle, IDT parmak çiftleri sabit sayıda için, vadi az bir azalma Cihazı çalıştırmak için gereken güç bir azalma neden olacaktır. Bu en az ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mikroakışkan topluluk karşılaştığı en büyük zorluklardan biri gerçekten taşınabilir noktası bakım cihazları için harekete platformu hayata geçirilmesidir. Önerilen entegre mikropompalar 23 arasında, yüzey akustik dalgaları (SAW) üzerine dayalı bu nedeniyle sıvı karıştırma, atomizasyon ve partikül konsantrasyon ve ayırma 4 ilişkili yetenekleri özellikle çekicidir. Bu yazıda ilk Cecchini ve arkadaşları tarafından açıklandığı gibi aktüatör SAW. 8 sıvı-çip üzerinde entegre ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar kabul etmek kimse yok.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Çift taraflı cilalı 128 & YX lityum niobat gofretKristal Teknolojisi, LLC&
Kullandığımız SilikonGofret Siegert Gofretler< 100>
IDT Hizalama işaretli optik litografi maskesi (pozitif)Herhangi bir satıcı 
Kanal Optik litografi maskesi (negatif)Herhangi bir satıcı 
Pozitif fotorezistShipleyS1818 
Pozitif fotorezist geliştiricisiMicropositMF319 
Negatif tonlu fotorezistAllresistAR-N-4340 
Negatif tonlu fotorezist geliştiriciAllresistAR 300-475 
SU8 kalın negatif tonlu fotorezistMicrochemSU-8 2000 Serisi 
SU8 kalın negatif tonlu fotorezist geliştiriciMicrochemSU-8 geliştirici 
HexadecaneSigma-AldrichH6703 
Karbon tetraklorür (CCl4)Sigma-Aldrich107344 
Oktadesiltriklorosilan (OTS)Sigma-Aldrich104817 
Aseton CMOS sınıfıSigma-Aldrich40289 
2-propanol CMOS sınıfıSigma-Aldrich40301& nbsp;
TitanyumHerhangi bir satıcı% 99.9 saflık 
AltınHerhangi bir satıcı% 99.9 saflık 
PDMSDow CorningSylgard 184 kürleme maddeli silikon elastomer kiti 
Petri kabıHerhangi bir satıcı 
5 mm ID Harris Uni-Core çok amaçlı karot aletiSigma-AldrichZ7088952 mm'den büyük herhangi bir çap uygundur
Akustik emiciFotonik Temizleme Teknolojileriİlk Temas düzenli kit 
RF-PCBHerhangi bir satıcı 
SpinnerLaurell technologies corporationWS-400-6NPPHerhangi bir döndürücü kullanılabilir
UV Maskesi hizalayıcıKarl SussMJB 4Herhangi bir hizalayıcı kullanılabilir
Termal buharlaştırıcıKurt J. LeskerNano 38Herhangi bir termal, e-ışınlı evaporatör veya püskürtme sistemi kullanılabilir
Oksijen plazma asherGambetti Kenologia SrlColibr ìHerhangi bir plazma asher veya RIE makinesi kullanılabilir
SantrifüjEppendorf5810 RHerhangi bir santrifüj kullanılabilir
Tel bağlayıcıKulicke Soffa4523ADPCB pogo konektörleri olmadan kullanılırsa herhangi bir tel bağlayıcı kullanılabilir
Kontak Açısı ÖlçerKSVCAM 101Herhangi bir temas açısı ölçer kullanılabilir
Spektrum analizörüAnristu56100Abir spektrum veya ağ analizörü RF
sinyali kullanılabilir jeneratörAnristuMG3694AHerhangi bir RF sinyal üreteci kullanılabilir
RF yüksek güçlü amplifikatörMini DevrelerZHL-5W-1Herhangi bir RF yüksek güç amplifikatörü kullanılabilir
Mikro boncuk süspansiyonuSigma-AldrichL3280Deneysel amaca bağlı olarak, farklı çaplarda ve farklı malzeme özelliklerinde farklı süspansiyonlar kullanılabilir
Optik mikroskopNikonTi-EclipseDeneysel amaçları tatmin eden uzamsal çözünürlüğe sahip herhangi bir optik mikroskop kullanılabilir
Video kameraBaslerA602-fDeneysel amaçları tatmin eden yeterli kare hızına ve hassasiyete sahip herhangi bir video kamera kullanılabilir
Kamera edinme yazılımıGelişmiş teknolojilerHareket KutusuYüksek ve kontrollü kare hızı elde etmeyi sağlayan herhangi bir yazılım kullanılabilir
Herhangi

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Travagliati, M., De Simoni, G., Lazzarini, C. M., Piazza, V., Beltram, F., Cecchini, M. Interaction-free, automatic, on-chip fluid routing by surface acoustic waves. Lab on a Chip. 12 (15), 2621-2624 (2012).
  3. Wixforth, A. Acoustically driven planar microfluidics. Superlattices and Microstructures. 33 (5), 389-396 (2003).
  4. Friend, J., Yeo, L. Y. Microscale acoustofluidics: Microfluidics driven via acoustics and ultrasonics. Reviews of Modern Physics. 83 (2), 647-64 (2011).
  5. Tan, M. K., Yeo, L. Y., Friend, J. R. Rapid fluid flow and mixing induced in microchannels using surface acoustic waves. Europhysics Letters. 87, 47003(2009).
  6. Glass, N., Shilton, R., Chan, P., Friend, J., Yeo, L. Miniaturised Lab-on-a-Disc (miniLOAD). SMALL, Small. 8 (12), 1880-1880 (2012).
  7. Madou, M. J., Kellogg, G. J. LabCD: a centrifuge-based microfluidic platform for diagnostics. Proceedings of SPIE. 3259, 80(1998).
  8. Cecchini, M., Girardo, S., Pisignano, D., Cingolani, R., Beltram, F. Acoustic-counterflow microfluidics by surface acoustic waves. Applied Physics Letters. 92 (10), 104103(2008).
  9. Campbell, C. Surface acoustic wave devices for mobile and wireless communications. 1, Academic Press. San Diego, Toronto. (1998).
  10. Hashimoto, K. Y. Surface acoustic wave devices in telecommunications: modelling and simulation. , Springer. (2000).
  11. Royer, D., Dieulesaint, E. Elastic Waves in Solids II. Generation, Acousto-Optic Interaction, Applications. 2, Springer. (2000).
  12. Renaudin, A., Sozanski, J. P., Verbeke, B., Zhang, V., Tabourier, P., Druon, C. Monitoring SAW-actuated microdroplets in view of biological applications. Sensors and Actuators B: Chemical. 138 (1), 374-382 (2009).
  13. Glass, N. R., Tjeung, R., Chan, P., Yeo, L. Y., Friend, J. R. Organosilane deposition for microfluidic applications. Biomicrofluidics. 5 (3), 036501(2011).
  14. Wereley, S. T., Meinhart, C. D. Recent advances in micro-particle image velocimetry. Annual Review of Fluid Mechanics. 42, 557-576 (2010).
  15. Augustsson, P., Barnkob, R., Wereley, S. T., Bruus, H., Laurell, T. Automated and temperature-controlled micro-PIV measurements enabling long-term-stable microchannel acoustophoresis characterization. Lab on a Chip. 11 (24), 4152-4164 (2011).
  16. Hebert, B., Costantino, S., Wiseman, P. W. Spatiotemporal image correlation spectroscopy (STICS) theory, verification, and application to protein velocity mapping in living CHO cells. Biophysical Journal. 88 (5), 3601(2005).
  17. Rossow, M., Mantulin, W. W., Gratton, E. Spatiotemporal image correlation spectroscopy measurements of flow demonstrated in microfluidic channels. Journal of Biomedical Optics. 14 (2), 024014(2009).
  18. Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Frise, E., Kaynig, V., Longair, M., Pietzsch, T., Preibisch, S., Rueden, C., Saalfeld, S., Schmid, B., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  19. mpiv - MATLAB PIV Toolbox. , Available from: http://www.oceanwave.jp/softwares/mpiv/ (2012).
  20. mpiv - MATLAB PIV Toolbox. , Available from: http://wiseman-group.mcgill.ca/software.php (2012).
  21. Rogers, P. R., Friend, J. R., Yeo, L. Y. Exploitation of surface acoustic waves to drive size-dependent microparticle concentration within a droplet. Lab on a Chip. 10 (21), 2979-2985 (2010).
  22. Muller, P. B., Barnkob, R., Jensen, M. J. H., Bruus, H. A numerical study of microparticle acoustophoresis driven by acoustic radiation forces and streaming-induced drag forces. Lab on a Chip. 12 (22), 4617-4627 (2012).
  23. Luo, J. K., Fu, Y. Q., Li, Y., Du, X. Y., Flewitt, A. J., Walton, A. J., Milne, W. I. Moving-part-free microfluidic systems for lab-on-a-chip. Journal of Micromechanics and Microengineering. 19 (5), 054001-05 (2009).
  24. Lindken, R., Rossi, M., Große, S., Westerweel, J. Micro-particle image velocimetry (μPIV): recent developments, applications, and guidelines. Lab on a Chip. 9 (17), 2551-2567 (2009).
  25. Gedge, M., Hill, M. Acoustofluidics 17: Theory and applications of surface acoustic wave devices for particle manipulation. Lab on a Chip. 12 (17), 2998-3007 (2012).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Surface Acoustic WavesAcoustic CounterflowMicrofluidic Device FabricationLithium Niobate SubstrateInterdigital TransducersPDMS Channel BondingRF Signal ApplicationFlow Visualization TechniquesParticle Dynamics AnalysisAcoustic Streaming Phenomena

Related Articles