듀얼 주파수 업무가 표면 음향 파도 서 서 Microparticle 조작

요약

듀얼 주파수 여기 미세 채널에 미를 조작 하기 위한 프로토콜 제공 됩니다.

초록

실험실에 칩 (LOC) 시스템에서 미 조작에 대 한 서 표면 탄성 파 (우화 풍)의 조정 능력을 증가 하는 방법을 설명 합니다. 기본 주파수와 듀얼 주파수 여기, 인터 변환기 (IDTs)의 한 쌍을로 불리는 제 3 고조파의 동시 여기 서 미세 채널에 청각 파의 새로운 유형을 생성할 수 있습니다. 파워와 듀얼 주파수 여기에서 단계는 아닌은 미에 적용 청각 방사선 힘의 재구성 가능한 필드에 결과 신호 (예를 들어, 수 및 압력 노드의 위치와 해당에서 microparticle 농도 압력 노드). 이 문서에서는 하나의 압력 노드에 microparticle의 동작 시간을 줄일 수 있습니다 ~ 2-fold 기본 주파수 보다 큰 ~ 90%의 전력 비에. 대조적으로에 있는 압력 노드 세 개는 아닌 경우이 임계값. 또한, 기본 주파수와 각 압력 노드에 아닌 미의 비율에서 뿐만 아니라 3 개의 우화 풍 압력 노드의 다른 모션 속도에 제 3 고조파 결과 사이 초기 단계를 조정합니다. 실험 관찰 및 숫자 예측 사이 좋은 계약이입니다. 이 소설은 여기 방법을 통합할 수 있습니다 쉽고 비 접촉 LOC 시스템 넓은 tenability와 실험 설정에 약간의 변화만.

서론

LOC 기술 생물학, 화학, 물리학, 및 생물 의학 공정에 대 한 마이크로 칩에서 하나 또는 여러 기능을 통합합니다. LOC 있습니다 실험실 설정을 규모에 서브 밀리미터, 빠른 반응 속도, 짧은 응답 시간, 높은 공정 제어, 낮은 볼륨 소비 (더 적은 낭비, 더 낮은 시 약 비용, 그리고 덜 필요한 샘플 볼륨), 때문에 높은 처리량 보다 작은 병렬화, 낮은 비용 나중에 대량 생산 및 비용 효율적인 disposables, 방사능, 화학 또는 생물학 연구, 높은 안전 및 소형 및 휴대용 장치^1,2의 장점. 정확한 셀 조작 (즉, 축적 및 분리)는 위치 기반 분석 및 진단^3,4에서 중요 하다. 그러나, 정확도 및 재현성 microparticle 조작의 과제의 다양 한이 있다. 전기-삼 투⁵, dielectrophoresis (DEP)⁶, magnetophoresis⁷, thermophoresis^8....

프로토콜

1입니다. 미세 채널의 준비

1. 폴 리-dimethylsiloxane (PDMS)는 탄성 중합체의 비율은 10: 1에 혼합.
2. 진공 오븐에 섞어 드 그리고 위에 네거티브 톤 포토 레지스트 패턴을 실리콘 웨이퍼에 붓는 다.
3. 꽃무늬 실리콘 웨이퍼를 다시 드와 응고에 대 한 인큐베이터에서 3 h 70 ° C에서 열.

2입니다. 인터 변환기의 제조

1. Cr 및 400의 보증금 20 nm LiNbO₃ 웨이퍼;에 알의 nm 패턴 20 150 µ m의 너비와 포토 리소 그래피에 대 한 플라스틱 마스크에 2 cm의 조리개 포지티브 감광 기판에 입금 하 여 제거 합니다.
2. 아세톤과 비 노출 지역에 Cr 알 레이어를 제거 합니다.
3. 30 W 60의 전력에서 그들의 표면에 (2: 1의 질소와 산소 비율)와 산소 플라즈마 처리 s.
4. PDMS 아닌 정렬 하 고는 손가락으로 몇 초 동안 그것을 눌러 LiNbO₃ 기판에 접착.
5. 3 h 60 ° C에서 난방 실에서 통합된 장치를 놓습니다.

3. 이중 주파수 구동

1. 동시....

결과

음향 압력의 분포와 듀얼 주파수 여기 (6.2 및 18.6 m h z)에 있는 SSAW의 청각 방사선 힘은 그림 1에 표시 됩니다. 146의 음향 파워에서 300 µ m의 폭으로 아닌에 듀얼 주파수 여기 폴리스 티 렌 미 (직경에서 4 µ m)에서 발생 하는 여기, mW. 결과 음향 압력은 항상 단계 때 P₁ > 90%는 단 하나 압력 노드 그래서가 y 에 = 150 µ m. 대조적으로, 3 개의 압력 노드 y 에 75, 150, 225 µ m P₁ 에서 = = 90%, 그리고 y = 50, 150, 250 µ m P₁ 에 = 0%. P₁의 임계값 = 90 %microparticle 직경 4-10 µ m의, 73-648.......

토론

듀얼 주파수 여기에서 SSAW에 의해 아닌 microparticle 모션이이 연구에서 광범위 하 게 조사 하 고 이중 주파수 구동 신호 변화 하 여 효과적으로 조정할 수 있는 패터 닝 기술을 개발 하 고 테스트. 이러한 파형의 생산은 대부분 함수 발생기에 의해 쉽게 실현 그리고 조정 방식은 매우 편리. S₁₂-및 S₁₁-조작된 IDTs의 주파수 응답 설명 여러 공 진 모드³⁴. 6.1 MHz의 측정된 기본 주파수와 17.8 m h z의 세 번째 고조파는 그 설계 값 (6.2 및 18.6 m h z)-8.34 dB 대 비슷한 전송 계수와 가까운-9.75 dB, 각각. 따라서, 비슷한 음향 에너지를 사용 하 여 단일 IDT 듀얼 주파수 여기에서 이러한 두 가지 구성 요소에서 출력으로 예상 된다. 이러한 구성 요소 조합이 f₁ 과 f₃에 국한. 다른 사람, f.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
폴리 디메틸 실록산	다우 코닝	실가드 184
폴리 디메틸 실록산 엘라스토머 염기	다우 코닝	실가드 184
실리콘 웨이퍼	본다 기술	SI8PSPD
네거티브 톤 포토 레지스트	마이크로 켐	SU-8
양면 연마 LiNbO 3< / sub> 웨이퍼	대학 웨이퍼	Y-128°
포지티브 포토레지스트	Nicolaus-Otto-Straß e	AZ 9260
산소 플라즈마	Harrick 플라즈마
플라스틱 마스크	무한 그래픽