עבודה זו התקיים בחסות את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (51375176); קרן מדעי הטבע מחוזי גואנג-דונג של סין (2014A030313264); המדע והטכנולוגיה תכנון פרויקט של בפרובינצית גואנג-דונג, סין (2014B010126003).

אזהרה: נא היוועץ כל גליונות נתונים גשמי בטיחות (MSDS) לפני השימוש. אצטון להתלקח והוא יכול לגרום גירוי בעיניים ודרכי הנשימה. מתח מעורב הוא גבוה כמו כמה אלפי וולט; לפיכך, ניצוצות חשמל צפויים כאשר עורכים את הניסוי. לבצע את הניסויים בחדר עם אוורור טוב כדי למנוע פיצוצים ואש של הניצוצות.
 1-ייצור של צלחות, מחזיק הערה: בעבודה זו, לוחיות האלקטרודה ואת מחזיק מיוצרים על ידי קו ייצור במפעל. רק החומר ואת הפרמטרים של כל החלקים נייר זה יושקו עקב התהליכים המורכבים.
<ol><li>חומר, בגודל של צלחת אלקטרודה <ol><li>Fabricate האלקטרודה צלחות באמצעות 1.4 מ מ CCL FR-4 עם שכבה דקה נחושת של 35 מיקרומטר. ראה איור 1 עבור פרמטרים מפורטים של צלחת אלקטרודה.</li>
	</ol></li> <li>פרמטרים של האלקטרודות <ol><li>סדר הלוחות אלקטרודה מהמפעל. ראה איור 2 לפרטים נוספים-</li>
	</ol></li> <li>בדיקה של צלחת אלקטרודה <ol><li>לאחר ההכנה של צלחת אלקטרודה, השתמש מיקרוסקופ אלקטרוני לבחון את האלקטרודות על פגמים בולטים מתחת 100 X ו- 300 X הגדלה. שים לב כי כל פגמים זעירים על פני השטח של האלקטרודות יכול לגרום קצר במוח, כפי שמוצג באיור 3.</li>
		<li>בדוק ולמדוד את רוחב אלקטרודה ומרווח כדי לקבוע אם הדיוק ממד פוגש את הדרישה.</li>
		<li>לבדוק את הצלחת עם מד זרם כדי לראות אם קצר חשמלי מתרחשת.</li>
	</ol></li> <li>הכנה של צלחת תא <ol><li>לחתוך קצת ממברנה סיליקון בגודל צלחת אלקטרודה, כפי שמוצג באיור 4. לבחור ממברנות הסיליקון בעוביים שונים כדי להפוך קאמרית צלחות עם גבהים שונים.</li>
		<li>להשתמש בכלי מיוחד חבטות אגרוף החור קאמרית, כמוצג באיור 5.</li>
	</ol></li> <li>עיבוד של בעל <ol><li>להזמין בעל ממפעל. הפרמטרים מפורט מוצגים באיור 6-</li>
	</ol></li> <li>פבריקציה נוספת של צלחת כיסוי <ol><li>לקדוח 2 חורים בחלק העליון הצלחת לכסות באמצעות קידוח של המחשב כדי להתקין את צינורות כניסת ולשקע. ראה איור 7 שלהם המיקומים והגדלים.</li>
	</ol></li></ol> 2. הרכבה של Micropump <ol><li>שימוש אצטון לשטוף הצלחות, המחזיק, צינורות כניסת ולשקע וכלים אחרים המשמשים את הניסויים. לשים צלחות וכלים אלה בתוך גביע ויוצקים ואז מספיק אצטון 99.5% לטבול אותם. לשים את הספל בתוך למכונת הכביסה אולטראסוניות. הפעלת מכונת כביסה אולטראסוניות והגדר את הטיימר 5 דק</li>
	<li>להכניס צינורות נירוסטה כניסת ולשקע שני החורים על הצלחת לכסות.</li>
	<li>למקם צלחת קאמרית עשוי סיליקון קרום על הצלחת אלקטרודה, ואז לכסות את זה עם לוחית כיסוי.</li>
	<li>מחסנית, ליישר את הצלחת לכסות, את הצלחת קאמרית, האלקטרודה צלחת מלמעלה למטה והכנס את הצלחות מיושר לתוך בעל.
	בריח <ol><li>שימוש M5 לתקן את לוחיות הרישוי בתוך המחזיק. ראה את הפיצוץ הצגה התצוגה הרגילה של micropump התאספו, כפי שמוצג באיור 8 ו- 9 איור, בהתאמה.</li>
		<li>עיתונאים הלוחות יחד על ידי הידוק את המנעולים. 
		הערה: את הצינורות, על החלל בצלחת קאמרית יהוו מעבר עבור הנוזל עבודה. הצלחת קאמרית אלסטי יכול גם לאטום את הפער בין הלוחות כדי למנוע את הנוזל זורם החוצה. לראות את התצוגה פיצוץ ואת התצוגה הרגילה של micropump התאספו באיור 8, איור 9, בהתאמה.</li>
	</ol></li> <li>להשתמש שני צינורות פוליאוריתן עם קטרים חיצוני של 4 מ מ, קטרים פנימי של 2 מ מ לחיבור צינורות נירוסטה כניסת ולשקע.</li>
	<li>לחבר מד זרם של מקור כוח V DC 500, את micropump בסדרה. להוסיף 1 mA הפתיל בין מד זרם את מקור הכוח להגן על מד זרם, במקרה micropump הוא הוריד.</li>
	<li>להוסיף את כניסת הצינור לתוך גביע 50 מ עם 20-30 מ של אצטון בפנים. 
	הערה: איור 10 מציגה פלטפורמת שהושלמו.</li>
</ol> 3. ניתוח ניסיוני <ol><li>מכינה לעבוד לפני הניסוי <ol><li>להשתמש גליל כדי להזריק אצטון כדי למלא את micropump. לאחר רמת הנוזל יגיע הצינור לשקע, להמשיך להזריק 10 מ"ל של אצטון בפנים עד כל הבועות יידחפו מן התא. 
		הערה: זה בלתי אפשרי לראות אם יש בועות עזב בתוך החדר, כי את הצלחת לכסות את צלחת אלקטרודה אינם שקופים. ברציפות הזרקת אצטון עוזר להסיר בועות, אך אין ביכולתה להבטיח כי אין בועות נותרו פנימה micropump. בועות עשויה לחסום את המעבר של נוזל, או שהם עשויים לקצר את המעגל ולגרום פיצוץ-מיקרו בתוך micropump, אשר ישרוף את האלקטרודות. ההשפעה של בועות על פעולת המשאבה אינה לגמרי ברורה עדיין, אך תסריטים הן גורמות נצפו מספר פעמים.</li>
		<li>שופכים 20-30 מ של אצטון לתוך כשהספל ולשים את כניסת הצינור בפנים הספל. להבטיח כי רמת הנוזל הוא לפחות 5 מ מ גבוה יותר לים כך אצטון יכול לזרום לתוך למשאבה אין אוויר יכול להישאב לתוך תא micropump.</li>
	</ol></li> <li>בדיקת לחץ סטטי <ol><li>לצרף את הצינור לשקע מסגרת קטנה כך הצינור יכול להישאר ישר ואנכי. לשים בסרגל לצד הצינור לשקע כדי למדוד את רמת הנוזל.</li>
		<li>להתחבר micropump את מקור הכוח.</li>
		<li>יתחיל בבדיקה על ידי לחיצה על המתג ולאחר מכן לסמן את רמת הנוזל הראשוני.</li>
		<li>לאחר רמת הנוזל יהפוך יציבה, להקליט את הזמן על רמת הנוזל הסופי, הזרם החשמלי.</li>
		<li>להמשיך להקליט את רמת נוזלים ואת הנוכחי כל 10 s עד micropump מתקלקלת.</li>
	</ol></li> <li>לזרום שיעור מבחן <ol><li>להשתמש צילינדר מדידה גדולים כדי לאסוף את הנוזל יוצא הצינור לשקע. להיות בטוח לתקן את הצינור לשקע כך הסוף נשאר באותו גובה בערך כמו רמת הנוזל במיכל.</li>
		<li>להתחבר micropump את מקור הכוח.</li>
		<li>יתחיל בבדיקה על ידי לחיצה על המתג ולאחר מכן לסמן את רמת הנוזל הראשוני.</li>
		<li>הנוזל יתחיל לזרום החוצה הצינור לשקע, להקליט עוצמת הקול של אצטון בתוך הגליל מדידה כל 10 s. ככל הניסוי עובר, להוסיף אצטון כשהספל לשמירה על רמת הנוזל.</li>
	</ol></li> <li>אמינות הבדיקה
	<ol><li>שימוש זמן העבודה הממוצע כדי להעריך את המהימנות של המשאבה. במהלך הבדיקה קצב זרימה המבחן לחץ סטטי, רשום את הזמן מבצע לפני המשאבה מתקלקלת. להקליט את התופעה מפורט של כל התמוטטות במהלך הניסוי ולבדוק את השטח צלחת אלקטרודה לאחר מכן לצורך ניתוח נוסף.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kazemi, P. Z., Selvaganapathy, P. R., Ching, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+micropillar+electrode+spacing+on+the+performance+of+electrohydrodynamic+micropumps.">Effect of micropillar electrode spacing on the performance of electrohydrodynamic micropumps.</a> J Electrostat. 68 (4), 376-383 (2010).</li><li>Kano, I., Nishina, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+electrode+arrangements+on+EHD+conduction+pumping.">Effect of electrode arrangements on EHD conduction pumping.</a> IEEE Trans Ind Appl. 49 (2), 679-684 (2013).</li><li>Laser, D. J., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+micropumps.">A review of micropumps.</a> J Micromech Microeng. 14 (6), R35 (2004).</li><li>Fylladitakis, E. D., Theodoridis, M. P., Moronis, A. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+the+history,+research,+and+applications+of+electrohydrodynamics.">Review on the history, research, and applications of electrohydrodynamics.</a> IEEE Trans Plasma Sci. 42 (2), 358-375 (2014).</li><li>Yazdani, M., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrostatics Joint Conf. , (2009).</li><li>Gharraei, R., Esmaeilzadeh, E., Hemayatkhah, M., Danaeefar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+of+electrohydrodynamic+conduction+pumping+of+various+liquids+film+using+flush+electrodes.">Experimental investigation of electrohydrodynamic conduction pumping of various liquids film using flush electrodes.</a> J Electrostat. 69 (1), 43-53 (2011).</li><li>Gharraei, R., Esmaeilzadeh, E., Nobari, M. R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+investigation+of+conduction+pumping+of+dielectric+liquid+film+using+flush-mounted+electrodes.">Numerical investigation of conduction pumping of dielectric liquid film using flush-mounted electrodes.</a> Theor Comp Fluid Dyn. 28 (1), 89 (2014).</li><li>Jeong, S. -. I., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+electrohydrodynamic+pumping+through+conduction+phenomenon.">Experimental study of electrohydrodynamic pumping through conduction phenomenon.</a> J Electrostat. 56 (2), 123-133 (2002).</li><li>Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamic+pumping+of+dielectric+liquids.">Electrohydrodynamic pumping of dielectric liquids.</a> J Electrostat. 63 (6), 861-869 (2005).</li><li>Hojjati, M., Esmaeilzadeh, E., Sadri, B., Gharraei, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamic+conduction+pumps+with+cylindrical+electrodes+for+pumping+of+dielectric+liquid+film+in+an+open+channel.">Electrohydrodynamic conduction pumps with cylindrical electrodes for pumping of dielectric liquid film in an open channel.</a> Colloid Surface A. 392 (1), 294-299 (2011).</li><li>Yazdani, M., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerical+investigation+of+electrohydrodynamic-conduction+pumping+of+liquid+film+in+the+presence+of+evaporation.">Numerical investigation of electrohydrodynamic-conduction pumping of liquid film in the presence of evaporation.</a> J Heat Trans-T ASME. 131 (1), 011602 (2009).</li><li>Vafaie, R. H., Ghavifekr, H. B., Lintel, H., Brugger, J., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bi-directional+AC+electrothermal+micropump+for+on-chip+biological+applications.">Bi-directional AC electrothermal micropump for on-chip biological applications.</a> Electrophoresis. 37 (5-6), 719-726 (2016).</li><li>Pearson, M. R., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Study+of+Linear+and+Radial+Two-Phase+Heat+Transport+Devices+Driven+by+Electrohydrodynamic+Conduction+Pumping.">Experimental Study of Linear and Radial Two-Phase Heat Transport Devices Driven by Electrohydrodynamic Conduction Pumping.</a> J Heat Trans-T ASME. 137 (2), 022901 (2015).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

אחד השלבים הקריטיים בתוך הפרוטוקול הוא לבחון את צלחת אלקטרודה בקפידה. זיזים קטנים בשולי אלקטרודה עלולה להביא כאן קצר, תקינות השטח ולהשפיע רבות על משאבת ביצועים. הניקוי של צלחת אלקטרודה, מחזיק הוא גם מאוד חשוב. גובה תא אלקטרודה היא פחות מ 1 מ"מ, חלקיקי אבק קטנים עלול לחסום את זרימת הנוזל לעבו?...

Micropumps תוכלו לנסוע זרימת הנוזל בקנה מידה קטן יותר מאשר רוב משאבות. בשנים האחרונות, ערכות נהיגה שונים הוחלו בהצלחה microfluidic מערכות1,2,3,4,5. המשאבה electrohydrodynamic (EHD) שיכולים להפעיל כוחות ישירות על הנוזל, ללא שום חלקים נעים, מה שהופך את זה פשוט יותר וקל יותר לפברק6. לפי סוגי תשלום, ניתן לסווג EHD משאבות הזרקה משאבות, משאבות אינדוקציה או משאבות הולכה. משאבות אינדוקציה אינם פועלים על נוזלים איזותרמי, בעוד משאבות הזרקה לשנות את מוליכות נוזלי. בשל העדר בעיות כאלה, משאבות הולכה יציבה יותר, יישום רחב יותר.
המשאבה הולכה מבוסס על ההתאמה של דיסוציאציה וקצבי רקומבינציה של מולקולות נוזלי. בדרך כלל, ניתן לבטא את תהליך דיסוציאציה רקומבינציה כדלקמן7,8: 
<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55867/55867eq1.jpg"> איפה ה רקומבינציה קצב k-r הוא קבוע דיסוציאציה קצב kd הוא פונקציה של עוצמת שדה חשמלי. כאשר עוצמת שדה חשמלי מגיע ערך מסוים, הקצב דיסוציאציה יעלה שיעור רקומבינציה. לאחר מכן, חיובים יותר חופשי לנסוע שתי אלקטרודות של קוטביות הפוכה, וטופס שכבות של heterocharge. שכבות heterocharge אלה הם המפתח למשאבה, כמו תנועת המטענים דוחף את המולקולות נוזלי קדימה. לכן, ניתן להפיק כוח הגוף נטו בתוך הנוזל בתוך התא באמצעות אלקטרודות אסימטרי או ההתאמה של הניידות של יונים חיוביים ושליליים9,10,11,12 .
עבודה זו מציגה דרך חדשה של בדיית צלחת אלקטרודה מישורי סימטרי משאבה הולכה. צלחת אלקטרודה מוכנות CCL FR-4, תא המשאבה מוכן על ידי לעבד. תהליכי ייצור הם יחסית פשוטים יותר ונוח יותר מאלה של שיטות ייצור אחרות, כגון ננוליתוגרפיה. פלטפורמה הבדיקה הוא להגדיר כדי לחקור את הביצועים של micropump הולכה בתנאים שונים. יתר על כן, באמינות micropump הולכה ייחקר גם בנסיבות אחרות.

<table><tbody><tr><td>Amperemeter</td><td>-</td><td>85C1-MA</td><td></td></tr><tr><td>DC high voltage power supply</td><td>NanTong Jianuo electric device company</td><td>GY-WY500-1</td><td></td></tr><tr><td>Fuse</td><td>-</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonic cleaner</td><td>Derui ultrasonic device company</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Soldering iron</td><td>-</td><td>-</td><td></td></tr></tbody></table>

a performance-testing platform for a conduction micropump with an fr-4 copper-clad electrode plate

. הנה, מפוברק של הולכה micropump עם זוגות אלקטרודה מישורי סימטרי שהוכנו על למינציה לבושת נחושת מעכב להבה מחוזק אפוקסי (FR-4) (CCL). הוא משמש כדי לחקור את השפעת ממדים קאמרית על הביצועים של micropump הולכה וכדי לקבוע את המהימנות של המשאבה הולכה כאשר אצטון משמש את הנוזלים עבודה. פלטפורמה הבדיקה הוא להגדיר כדי להעריך את הביצועים micropump הולכה בתנאים שונים. כאשר גובה קאמרית 0.2 מ מ, משאבת הלחץ מגיע ערך השיא שלו.

כמוצג באיור11, משאבת הלחץ וקצב הגוברת שלה עולים כאשר מגביר המתח. כאשר המתח מגיע 500 V, משאבת הלחץ מגיע 1,100 הפלסטינית.
לחץ סטטי המשאבה עולה עם הגובה קאמרית המשאבה גוברת כאשר גובה קאמרית הוא מתחת 0.2 מ מ. ההופעה משאבת מגיע הגבוהה כ?...

Watch this Scientific Journal Video about A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate at JoVE.com

A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate

מאמר זה מציג עבור הזיוף של micropump הולכה באמצעות אלקטרודות מישורי סימטרי על למינציה לבושת נחושת מעכב להבה מחוזק אפוקסי (FR-4) (CCL) כדי לבדוק את השפעת ממדים קאמרית על הביצועים של פרוטוקול micropump הולכה.

פלטפורמה בדיקות ביצועים הולכה Micropump עם צלחת אלקטרודה לבושת נחושת FR-4

Here, a conduction micropump with symmetric planar electrode pairs prepared on flame-retardant glass-reinforced epoxy (FR-4) copper-clad laminate (CCL) is ...

a-performance-testing-platform-for-conduction-micropump-with-an-fr-4

Research

JoVE Journal

Bioengineering

5.9K Views.  South China University of Technology. מאמר זה מציג עבור הזיוף של micropump הולכה באמצעות אלקטרודות מישורי סימטרי על למינציה לבושת נחושת מעכב להבה מחוזק אפוקסי (FR-4) (CCL) כדי לבדוק את השפעת ממדים קאמרית על הביצועים של פרוטוקול micropump הולכה.

Video: A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate

Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals suffering from chronic medical conditions facile assessment of their immediate physiological state. Furthermore, it could serve as a research tool for analysis of complex, multifactorial medical conditions. In order for such a multianalyte sensor to be realized, it must be minimally invasive, sampling of interstitial fluid must occur without pain or harm to the user, and analysis must be rapid as well as selective.
Initially developed for pain-free drug delivery, microneedles have been used to deliver vaccines and pharmacologic agents (e.g., insulin) through the skin.1-2 Since these devices access the interstitial space, microneedles that are integrated with microelectrodes can be used as transdermal electrochemical sensors. Selective detection of glucose, glutamate, lactate, hydrogen peroxide, and ascorbic acid has been demonstrated using integrated microneedle-electrode devices with carbon fibers, modified carbon pastes, and platinum-coated polymer microneedles serving as transducing elements.3-7,8
This microneedle sensor technology has enabled a novel and sophisticated analytical approach for in situ and simultaneous detection of multiple analytes. Multiplexing offers the possibility of monitoring complex microenvironments, which are otherwise difficult to characterize in a rapid and minimally invasive manner. For example, this technology could be utilized for simultaneous monitoring of extracellular levels of, glucose, lactate and pH,9 which are important metabolic indicators of disease states7,10-14 (e.g., cancer proliferation) and exercise-induced acidosis.15

This article details the construction of a multiplexed microneedle-based sensor. The device is being developed for in situ sampling and electrochemical analysis of multiple analytes in a rapid and selective manner. We envision clinical medicine and biomedical research uses for these microneedle-based sensors.

חיישן הולו Microneedle מבוסס על מרובב דרך העור אלקטרוכימי חישה

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals ...

High Throughput Microfluidic Rapid and Low Cost Prototyping Packaging Methods

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging techniques.
The one-time use packaging technique employs UV-based and temperature curing epoxies to connect microtubes to access holes, wire-bonding for integrated circuit connections, and silver epoxy for electrical connections. This method is based on a robust assembly technique that can support relatively high pressure close to 1 psi and does not need any support to strengthen the microfluidic architecture.
Reusable packaging techniques consist of PDMS-based microtube interconnectors and anisotropic adhesive films for electrical connections. These devices are more sensitive and fragile. Consequently, Plexiglas support is added to the microfluidic structure to improve the electrical contact when anisotropic adhesive films are used, and also to strengthen the microfluidic architecture. In addition, a micromanipulator is needed to maintain tubes while using a thin PDMS layer to connect them to the access holes. Different PDMS layer thicknesses, ranging from 0.45-3 mm, are tested to compare the best adherence versus injection rates. Applied injection rates are varied from 50-300 &#956;l/hr for 0.45-3 mm PDMS layers, respectively. These techniques are mainly applicable for low-pressure applications. However, they can be extended for high-pressure ones through plasma-oxygen process to permanently seal the PDMS to glass substrates. The main advantage of this technique, besides the fact that it is reusable, consists of keeping the device observable when the microchannel length is very short (in the range of 3 mm or lower).

In this article we describe different techniques for microfluidic rapid prototyping platforms. The proposed techniques are based on ultraviolet (UV) sensitive and temperature curing epoxies, polydimethylsiloxane (PDMS) based tubing, wire-bonding, and anisotropic adhesive films. The assembling procedures presented are developed for both one-time use devices as well as reusable microfluidic systems.

In this work, 3 different packaging and assembly techniques are presented. They can be classified into two categories: one-time use and reusable packaging ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and forging. Adoption of this technique is proceeding despite disagreement concerning the underlying mechanism responsible for EAD. The experimental procedure described herein enables a more explicit study compared to previous EAD research by removing thermal effects, which are responsible for disagreement in interpreting previous EAD results. Furthermore, as the procedure described here enables EAD observation in situ and in real time in a transmission electron microscope (TEM), it is superior to existing post-mortem methods that observe EAD effects post-test. Test samples consist of a single crystal copper (SCC) foil having a free-standing tensile test section of nanoscale thickness, fabricated using a combination of laser and ion beam milling. The SCC is mounted to an etched silicon base that provides mechanical support and electrical isolation while serving as a heat sink. Using this geometry, even at high current density (~3,500 A/mm2), the test section experiences a negligible temperature increase (&#60;0.02 &#176;C), thus eliminating Joule heating effects. Monitoring material deformation and identifying the corresponding changes to microstructures, e.g. dislocations, are accomplished by acquiring and analyzing a series of TEM images. Our sample preparation and in situ experiment procedures are robust and versatile as they can be readily utilized to test materials with different microstructures, e.g., single and polycrystalline copper.

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Isolating electrical and thermal effects on electrically assisted deformation (EAD) is very difficult using macroscopic samples. Metallic sample micro- and nanostructures together with a custom test procedure have been developed to evaluate the impact of applied current on the formation without joule heating and evolution of dislocations on these samples.

שיטה חדשה עבור<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון אלקטרומכני של דגימות ננומטריות

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Engineering

Microscale Vortex-assisted Electroporator for Sequential Molecular Delivery

Electroporation has received increasing attention in the past years, because it is a very powerful technique for physically introducing non-permeant exogenous molecular probes into cells. This work reports a microfluidic electroporation platform capable of performing multiple molecule delivery to mammalian cells with precise and molecular-dependent parameter control. The system&#8217;s ability to isolate cells with uniform size distribution allows for less variation in electroporation efficiency per given electric field strength; hence enhanced sample viability. Moreover, its process visualization feature allows for observation of the fluorescent molecular uptake process in real-time, which permits prompt molecular delivery parameter adjustments in situ for efficiency enhancement. To show the vast capabilities of the reported platform, macromolecules with different sizes and electrical charges (e.g., Dextran with MW of 3,000 and 70,000 Da) were delivered to metastatic breast cancer cells with high delivery efficiencies (&#62;70%) for all tested molecules. The developed platform has proven its potential for use in the expansion of research fields where on-chip electroporation techniques can be beneficial.

A microfluidic vortex assisted electroporation platform was developed for sequential delivery of multiple molecules into identical cell populations with precise and independent dosage control. The system&#8217;s size based target cell purification step preceding electroporation aided to enhance molecular delivery efficiency and processed cell viability.

Electroporator למשלוח סדרתית מולקולרי בסיוע וורטקס microscale

Electroporation has received increasing attention in the past years, because it is a very powerful technique for physically introducing non-permeant ...

Fabrication and Characterization of Thickness Mode Piezoelectric Devices for Atomization and Acoustofluidics

We present a technique to fabricate simple thickness mode piezoelectric devices using lithium niobate (LN). Such devices have been shown to atomize liquid more efficiently, in terms of &#64258;ow rate per power input, than those that rely on Rayleigh waves and other modes of vibration in LN or lead zirconate titanate (PZT). The complete device is composed of a transducer, a transducer holder, and a &#64258;uid supply system. The fundamentals of acoustic liquid atomization are not well known, so techniques to characterize the devices and to study the phenomena are also described. Laser Doppler vibrometry (LDV) provides vibration information essential in comparing acoustic transducers and, in this case, indicates whether a device will perform well in thickness vibration. It can also be used to &#64257;nd the resonance frequency of the device, though this information is obtained more quickly via impedance analysis. Continuous &#64258;uid atomization, as an example application, requires careful &#64258;uid flow control, and we present such a method with high-speed imaging and droplet size distribution measurements via laser scattering.

Fabrication of piezoelectric thickness mode transducers via direct current sputtering of plate electrodes on lithium niobate is described. Additionally, reliable operation is achieved with a transducer holder and &#64258;uid supply system and characterization is demonstrated via impedance analysis, laser doppler vibrometry, high-speed imaging, and droplet size distribution using laser scattering.

ייצור ואפיון של מכשירי פיזואלקטריים במצב עובי לאטוביזציה

We present a technique to fabricate simple thickness mode piezoelectric devices using lithium niobate (LN). Such devices have been shown to atomize liquid ...

אלקטרודות רכות מבוססות תעלה מיקרופלואידית לחישת לחץ קיבולי

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing

Flexible and stretchable electrodes are essential components in soft artificial sensory systems. Despite recent advances in flexible electronics, most electrodes are either restricted by the patterning resolution or the capability of inkjet printing with high-viscosity super-elastic materials. In this paper, we present a simple strategy to fabricate microchannel-based stretchable composite electrodes, which can be achieved by scraping elastic conductive polymer composites (ECPCs) into lithographically embossed microfluidic channels. The ECPCs were prepared by a volatile solvent evaporation method, which achieves a uniform dispersion of carbon nanotubes (CNTs) in a polydimethylsiloxane (PDMS) matrix. Compared to conventional fabrication methods, the proposed technique can facilitate the rapid fabrication of well-defined stretchable electrodes with high-viscosity slurry. Since the electrodes in this work were made up of all-elastomeric materials, strong interlinks can be formed between the ECPCs-based electrodes and the PDMS-based substrate at the interfaces of the microchannel walls, which allows the electrodes to exhibit mechanical robustness under high tensile strains. In addition, the mechanical-electric response of the electrodes was also systematically studied. Finally, a soft pressure sensor was developed by combining a dielectric silicone foam and an interdigitated electrodes (IDE) layer, and this demonstrated great potential for pressure sensors in soft robotic tactile sensing applications.

מחבר זרקור: אלקטרודות רכות מבוססות תעלה מיקרופלואידית ויישומן בחישת לחץ קיבולי  

Flexible electrodes have a wide range of applications in soft robotics and wearable electronics. The present protocol demonstrates a new strategy to fabricate highly stretchable electrodes with high resolution via lithographically defined microfluidic channels, which paves the way for future high-performance soft pressure sensors.

אלקטרודות רכות מבוססות תעלה מיקרופלואידית ויישומן בחישת לחץ קיבולי

Flexible and stretchable electrodes are essential components in soft artificial sensory systems. Despite recent advances in flexible electronics, most ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An easy-to-use and low-cost sensor platform is highly desired to measure various types of analytes (e.g., biomarkers, hormones, and drugs) quantitatively and specifically. For this reason, dry film photoresist technology - enabling cheap, facile, and high-throughput fabrication - was used to manufacture the microfluidic biosensor presented here. Depending on the bioassay used afterwards, the versatile platform is capable of detecting various types of biomolecules. For the fabrication of the device, platinum electrodes are structured on a flexible polyimide (PI) foil in the only clean-room process step. The PI foil serves as a substrate for the electrodes, which are insulated with an epoxy-based photoresist. The microfluidic channel is subsequently generated by the development and lamination of dry film photoresist (DFR) foils onto the PI wafer. By using a hydrophobic stopping barrier in the channel, the channel is separated into two specific areas: an immobilization section for the enzyme-linked assay and an electrochemical measurement cell for the amperometric signal readout.
The on-chip bioassay immobilization is performed by the adsorption of the biomolecules to the channel surface. The glucose oxidase enzyme is used as a transducer for electrochemical signal generation. In the presence of the substrate, glucose, hydrogen peroxide is produced, which is detected at the platinum working electrode. The stop-flow technique is applied to obtain signal amplification along with rapid detection. Different biomolecules can quantitatively be measured by means of the introduced microfluidic system, giving an indication of different types of diseases, or, in regard to therapeutic drug monitoring, facilitating a personalized therapy.

A microfluidic biosensor platform was designed and fabricated using low-cost dry film photoresist technology for the rapid and sensitive quantification of various analytes. This single-use system allows for the electrochemical readout of on-chip-immobilized enzyme-linked assays by means of the stop-flow technique.

פלטפורמה מבוססת Photoresist ביוסנסור אלקטרוכימי Microfluidic הסרט יבש: ייצור המכשיר, הכנה על שבב Assay, ותפעול המערכת

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...

Fabrication and Validation of an Organ-on-chip System with Integrated Electrodes to Directly Quantify Transendothelial Electrical Resistance

Organs-on-chips, in vitro models involving the culture of (human) tissues inside microfluidic devices, are rapidly emerging and promise to provide useful research tools for studying human health and disease. To characterize the barrier function of cell layers cultured inside organ-on-chip devices, often transendothelial or transepithelial electrical resistance (TEER) is measured. To this end, electrodes are usually integrated into the chip by micromachining methods to provide more stable measurements than is achieved with manual insertion of electrodes into the inlets of the chip. However, these electrodes frequently hamper visual inspection of the studied cell layer or require expensive cleanroom processes for fabrication. To overcome these limitations, the device described here contains four easily integrated electrodes that are placed and fixed outside of the culture area, making visual inspection possible. Using these four electrodes the resistance of six measurement paths can be quantified, from which the TEER can be directly isolated, independent of the resistance of culture medium-filled microchannels. The blood-brain barrier was replicated in this device and its TEER was monitored to show the device applicability. This chip, the integrated electrodes and the TEER determination method are generally applicable in organs-on-chips, both to mimic other organs or to be incorporated into existing organ-on-chip systems.

This publication describes the fabrication of an organ-on-chip device with integrated electrodes for direct quantification of transendothelial electrical resistance (TEER). For validation, the blood-brain barrier was mimicked inside this microfluidic device and its barrier function was monitored. The presented methods for electrode integration and direct TEER quantification are generally applicable.

ייצור ואימות מערכת איברים על שבב עם אלקטרודות משולבת ישירות לכמת התנגדות חשמלית Transendothelial

Organs-on-chips, in vitro models involving the culture of (human) tissues inside microfluidic devices, are rapidly emerging and promise to provide useful ...

פלטפורמה בדיקות ביצועים הולכה Micropump עם צלחת אלקטרודה לבושת נחושת FR-4

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

חיישן הולו Microneedle מבוסס על מרובב דרך העור אלקטרוכימי חישה

High Throughput Microfluidic Rapid and Low Cost Prototyping Packaging Methods

שיטה חדשה עבור

Electroporator למשלוח סדרתית מולקולרי בסיוע וורטקס microscale

ייצור ואפיון של מכשירי פיזואלקטריים במצב עובי לאטוביזציה

אלקטרודות רכות מבוססות תעלה מיקרופלואידית ויישומן בחישת לחץ קיבולי

אלקטרודות רכות מבוססות תעלה מיקרופלואידית ויישומן בחישת לחץ קיבולי

אלקטרודות רכות מבוססות תעלה מיקרופלואידית ויישומן בחישת לחץ קיבולי

פלטפורמה מבוססת Photoresist ביוסנסור אלקטרוכימי Microfluidic הסרט יבש: ייצור המכשיר, הכנה על שבב Assay, ותפעול המערכת

ייצור ואימות מערכת איברים על שבב עם אלקטרודות משולבת ישירות לכמת התנגדות חשמלית Transendothelial