Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Trộn nhanh trên chip bằng bơm vi lốc xoáy có lớp cấu trúc đơn
Tóm tắt
Trong công trình này, một thiết bị trộn vi mô dựa trên bơm lốc xoáy cho việc trộn nhanh và vận chuyển chất lỏng trên chip được trình bày và đặc trưng hóa. Cả việc bơm và trộn đều được thực hiện bằng cách sử dụng một chip vi lưu với một lớp polydimethylsiloxane cấu trúc đơn và một hệ thống kiểm soát điện cầm tay. Bơm lốc xoáy bao gồm một kênh vòng và được điều khiển bởi một động cơ và nam châm. Trường dòng được tạo ra bởi chuyển động ruột của màng kênh của bơm lốc xoáy đã được mô phỏng và phân tích. Bằng cách tính toán thống kê và so sánh các độ lệch chuẩn chuẩn hóa của các thành phần vận tốc dòng chảy trong một kênh vi mô, chúng tôi nhận thấy rằng kiểu trộn lên xuống là nhanh nhất, tiếp theo là trộn từng đoạn và trộn song song. Hai kiểu trộn, trộn từng đoạn và trộn song song, đã được thực nghiệm chứng minh bằng cách sử dụng chip. Bơm đạt được 90% chỉ số trộn trong 1 giây đối với loại trộn từng đoạn. Đối với loại trộn song song, chỉ số trộn đạt tới 90% sau 5 giây, đây là cải thiện hơn 100 lần so với việc trộn thông thường bằng khuếch tán bề mặt. Tốc độ trộn ở cả hai hướng đã được cải thiện rõ rệt bằng cách tăng tốc độ quay của bơm.
Từ khóa
#bơm lốc xoáy #trộn vi mô #chip vi lưu #vận chuyển chất lỏng #động cơ điện #mô phỏng dòng chảyTài liệu tham khảo
Abgrall P, Gue A M. Lab-on-chip technologies: making a microfluidic network and coupling it into a complete microsystem—A review. J Micromech Microeng, 2007, 17: R15–R49
Arora A, Simone G, Salieb-Beugelaar G B, et al. Latest developments in micro total analysis systems. Anal Chem, 2010, 82(12): 4830–4847
Lin C H, Fu L M, Chien Y S. Microfluidic T-form mixer utilizing switching electroosmotic flow. Anal Chem, 2004, 76(18): 5265–5272
Liu L, Cao W, Wu J, et al. Design and integration of an all-in-one biomicrofluidic chip. Biomicrofluidics, 2008, 2: 034103
Zou Z, Han J, Jang A, et al. A disposable on-chip phosphate sensor with planar cobalt microelectrodes on polymer substrate. Biosens Bioelectron, 2007, 22(9–10): 1902–1907
Tan W H, Takeuchi S. A trap-and-release integrated microfluidic system for dynamic microarray applications. PNAS, 2007, 104(4): 1146–1151
Ikami M, Kawakami A, Kakuta M, et al. Immuno-pillar chip: A new platform for rapid and easy-to-use immunoassay. Lab Chip, 2010, 10(24): 3335–3340
Nguyen N T, Wu Z J. Micromixers-A review. J Micromech Microeng, 2005, 15: R1–R16
Kamholz A E, Weigl B H, Finlayson B A, et al. Quantitative analysis of molecular interaction in a microfluidic channel: The T-sensor. Anal Chem, 1999, 71(23): 5340–5347
Johnson T J, Ross D, Locascio L E. Rapid microfluidic mixing. Anal Chem, 2002, 74(1): 45–51
Ryu K S, Shaikh K, Goluch E, et al. Micro magnetic stir-bar mixer integrated with parylene microfluidic channels. Lab Chip, 2004, 4(6): 608–613
Zhang Y, Wang T H. Micro magnetic gyromixer for speeding up reactions in droplets. Microfluid Nanofluid, 2012, 12(5): 787–794
Wu H Y, Liu C H. A novel electrokinetic micromixer. Sensor Acturaor A-Phys, 2005, 118(1): 107–115
Tseng W K, Lin J L, Sung W C, et al. Active micro-mixers using surface acoustic waves on Y-cut 128° LiNbO3. J Micromech Microeng, 2006, 16: 539–548
Quake S R, Scherer A. From micro- to nanofabrication with soft materials. Science, 2000, 290(5496): 1536–1540
Tseng H Y, Wang C H, Lin W Y, et al. Membrane-activated microfluidic rotary devices for pumping and mixing. Biomed Microdevices, 2007, 9(4): 545–554
Kong M C R, Salin E D. Micromixing by pneumatic agitation on continually rotating centrifugal microfluidic platforms. Microfluid Nanofluid, 2012, 13(3): 519–525
Du M, Ye X Y, Wu K, et al. A peristaltic micro pump driven by a rotating motor with magnetically attracted steel balls. Sensors, 2009, 9(4): 2611–2620
Chang C C, Yang R J. Computational analysis of electrokinetically driven flow mixing in microchannels with patterned blocks. J Micromech Microeng, 2004, 14: 550–558