Manipulação de micropartículas de ondas acústicas de superfície com dupla frequência excitações de pé

Resumo

É apresentado um protocolo para manipular as micropartículas em um canal de microfluidic com uma excitação de dupla frequência.

Resumo

Vamos demonstrar um método para aumentar a capacidade de sintonia de uma pé onda acústica de superfície (SSAW) para manipulação de micropartículas num sistema lab-on-a-chip (LOC). A excitação simultânea de frequência fundamental e sua terceira harmônica, que é denominada como excitação de dupla frequência, para um par de transdutores interdigitais (IDTs) poderia gerar um novo tipo de ondas acústicas em um canal microfluidic de pé. Variar o poder e a fase da excitação de dupla frequência sinais resulta em um campo reconfigurável da força de radiação acústica aplicada as micropartículas através do microchannel (por exemplo, o número e a localização de nós de pressão e o concentrações de micropartículas em nós de pressão correspondente). Este artigo demonstra que é possível reduzir o tempo de movimento das micropartículas de nó único pressão ~ 2 vezes para a relação de poder da frequência fundamental superior a 90%. Em contraste, existem três nós de pressão na microchannel se menos do que este limiar. Além disso, ajustar a fase inicial entre a frequência fundamental e terceiros harmônicos resultados em taxas diferentes do movimento dos três nós SSAW pressão, bem como no percentual de micropartículas em cada nó de pressão na microchannel. Existe um bom acordo entre a observação experimental e as previsões numéricas. Este método de excitação romance pode facilmente e de forma não-invasiva integrar o sistema LOC, com uma ampla tenability e apenas algumas alterações para a montagem experimental.

Introdução

Tecnologia LOC integra uma ou várias funções em um microchip para biologia, química, biofísica e processos biomédicos. LOC permite uma configuração de laboratório em uma escala menor do que o sub milímetros, taxas de reação rápida, um tempo de resposta curto, um controle de processo de alta, um consumo de baixo volume (menos reagentes desperdício, menor custo e menos volume de amostra necessário), uma alta taxa de transferência devido à paralelização, um baixo custo no futuro da produção em massa e cost-effective descartáveis, uma segurança elevada para estudos químicos, radioativos ou biológicos e as vantagens de um dispositivo compacto e portátil,^1....

Protocolo

1. preparação do canal microfluídicos

1. Misture o poli-dimetilssiloxano (PDMS) com base na proporção de 10:1 um elastômero.
2. Desgaseificar a mistura em um forno a vácuo e despeje-o em uma bolacha de silício com um padrão de fotorresiste Tom negativo na parte superior.
3. Desgaseificar a bolacha de silício modelado novamente e aqueça-a 70 ° C por 3 h na incubadora para solidificação.

2. fabricação de transdutores interdigitais

1. Depósito 20 nm de Cr e 400 nm de Al em uma bolacha de₃ LiNbO; padrão de 20 tiras com uma largura de 150 µm e uma abertura de 2 cm em uma máscara de plástico para fotol....

Resultados

As distribuições da pressão acústica e a força de radiação acústica de um SSAW com a excitação de dupla frequência (6.2 e 18,6 MHz) são mostrados na Figura 1. Aqui, a excitação de dupla frequência ocorre em micropartículas de poliestireno (4 µm de diâmetro) em um microchannel com uma largura de 300 µm com uma potência acústica de 146 mW. A pressão acústica resultante é sempre na fase quando P₁ > 90% que somente um nó Coloque pressão es.......

Discussão

O movimento de micropartículas no microchannel por um SSAW com a excitação de dupla frequência foi extensivamente investigado neste estudo, e uma técnica de padronização efetivamente sintonizável variando os sinais de excitação de dupla frequência foi desenvolvida e testada. A produção de uma forma de onda é facilmente realizada pela maioria dos geradores de função, e a abordagem de ajuste é muito conveniente. O S₁₂- e S₁₁-respostas de frequência dos IDTs fabricados ilustram vários modos ressonantes.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
poli-dimetilsiloxano	Dow Corning	Sylgard 184
base de elastômero de poli-dimetilsiloxano	Dow Corning	Sylgard 184
wafer de silício	Bonda	SI8PSPD
fotorresistente de tom negativo	Microchem	SU-8
wafer LiNbO3	wafer da Universidade	Y-128°
fotorresistente positivo	Nicolaus-Otto-Straß e	AZ 9260
plasma de oxigênio	Harrick Plasma
máscara de plástico	Infinite Graphics

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