Gli autori non hanno nessuno a riconoscere.

1. Fabbricazione di dispositivi <ol><li> Design a due delle maschere, la prima per patterning l&#39;onda acustica di superficie (SAW) strato, e la seconda per il polidimetilsilossano (PDMS) stampo a microcanali. <ol><li> La prima fotomaschera ha una coppia di opposti trasduttori interdigitali (IDT), conosciuto anche come SAW linea-e delay marcatori per l&#39;allineamento dei canali e riferimento spaziale durante microscopia. Nel nostro dispositivo di serie abbiamo IDTs singolo elettrodo con una larghezza dito p = 10 micron, apertura di 750 micron, e 25 coppie di dita dritte. La risultante IDT genera SAW con una lunghezza d&#39;onda λ = 4 p = 40 micron corrispondenti ad una frequenza di funzionamento f o = c SAW / λ ≈ 100 MHz a 128 ° YX niobato di litio (LN). Ciascuna larghezza IDT dovrebbe essere sopra due volte la larghezza della microcanali per ridurre eventuali effetti di disallineamento mentre incollaggio degli strati. Parametri di progetto IDT sono discussi comprehensively in diversi libri 9-11. Osserviamo che solo una IDT (posizionato all&#39;uscita del canale) è necessaria per guidare il fluido nel canale in acustico-controcorrente, ma patterning una linea di ritardo completa assiste nel test del dispositivo. </li><li> Il secondo ha una struttura semplice microcanale essere allineati lungo la linea di ritardo SAW, con una microcamera per formare l&#39;imbocco del canale. Nei nostri dispositivi tipici, i canali hanno una larghezza w = 300 mm e una lunghezza di 5 mm. Come regola generale, la larghezza del canale dovrebbe essere almeno 10 λ per evitare effetti di diffrazione SAW durante la propagazione nel microcanale, tuttavia a nostro test abbiamo trovato che una larghezza di 7 ~ λ non inciderebbe significativamente propagazione SAW all&#39;interno del canale. </li></ol></li><li> Inizia con un wafer di LN e unirà a 2 cm per 2 centimetri campione. Per poter eseguire microscopia a trasmissione è necessario utilizzare un doppio lato wafer lucidato. Si noti che la LN è uno standard per la sua biocompatibilità e la segapolarizzazione ed alto coefficiente di accoppiamento piezoelettrico lungo l&#39;asse maggiore, comunque altri materiali piezoelettrici possono essere utilizzati con considerazioni di progettazione appropriati. </li><li> Pulire il substrato risciacquandola in acetone, 2-propanolo e asciugatura con una pistola azoto. </li><li> Spin cappotto il campione con Shipley S1818 a 4000 rpm per 1 min. </li><li> Morbido cuocere in forno a 90 ° C per 1 minuto su un piatto caldo. </li><li> Allineare il campione con la maschera di livello SAW utilizzando un allineatore maschera ed esporla ai raggi UV con un 55 mJ / cm 2. Si deve prestare attenzione ad allineare la direzione IDT lungo l&#39;asse maggiore del substrato LN. </li><li> Lavare il campione in Microposit MF319 sviluppatore per 30 secondi per rimuovere il photoresist non esposta. </li><li> Fermare lo sviluppo con il risciacquo del campione con acqua deionizzata e asciugare con una pistola di azoto. </li><li> Depositare uno strato di adesione in titanio da 10 nm di spessore seguito da strato di 100 nm di spessore in oro per evaporazione termica. </li><li> Eseguire il decollo da sonicating il sampio in acetone, poi sciacquarlo in 2-propanolo e asciugare con una pistola di azoto. </li><li> Silanize la superficie periferica per renderla idrofobica nell&#39;area microcanali 12. <ol><li> Mascherare l&#39;area microcamera con AR-N-4340 photoresist tono negativo per litografia ottica secondo la scheda del produttore. </li><li> Attivare la superficie del campione con un 2 min di ossigeno plasma (Gambetti Kenologia Srl, Colibri) di 0,14 mbar e 100 W dando una tensione di polarizzazione di circa 450 V. </li><li> Mescolare 35 ml esadecano, 15 ml di tetracloruro di carbonio (CCl 4), e 20 microlitri octadecyltrichlorosilane (OTS) in un becher all&#39;interno di una cappa aspirante. Posizionare il dispositivo nella soluzione, e lasciare coperto per due ore. </li><li> Risciacquare il dispositivo con 2-propanolo e asciugare con una pistola di azoto. </li><li> Controllare che l&#39;angolo di contatto di acqua sulla superficie è sopra 90 °. Se l&#39;angolo di contatto è insufficiente, pulire il campione e ri-eseguire la procedura descritta in 1.11. </li><li> Rimuovereil residuo resist sul campione da risciacquo in acetone, 2-propanolo e asciugatura con una pistola azoto. </li></ol></li><li> Montare il campione su una scheda a circuito stampato con guide d&#39;onda a radiofrequenza e connettori coassiali standard (RF-PCB), e poi mettere assorbitore acustico (Primo contatto polimero) sui bordi del campione e collegare il sistema IDT per saldatura a filo o tramite connettori pogo. </li><li> Uno stampo maestro del livello del canale è modellato con il SU-8 su un piccolo pezzo di silicio (Si) wafer utilizzando fotolitografia ottica standard. Tipo SU-8 e ricetta fotolitografia dipenderanno dell&#39;altezza canale finale PDMS interno richiesto. </li><li> Fusioni PDMS sullo stampo <ol><li> Mescolare PDMS con un agente reticolante con un rapporto di 10:1. </li><li> Centrifugare il PDMS per 2 min a 1320 xg per degasaggio. </li><li> Versare il PDMS delicatamente sulla SU-8 stampo in una capsula di Petri per un&#39;altezza totale PDMS dell&#39;ordine di 1 mm. La piastra di Petri aperto può essere collocato in un essiccatore sotto vuoto per circa 30 min in order a Degas il PDMS ulteriormente. </li><li> Una volta degassato, curare PDMS mediante riscaldamento a 80 ° C per un&#39;ora in un forno. Si noti che il tempo di cottura e la temperatura possono influenzare le proprietà meccaniche del PDMS. </li></ol></li><li> Preparare lo strato di PDMS solido <ol><li> Tagliare tutto il canale con una lama chirurgica, facendo attenzione a non danneggiare il maestro SU8, e staccare. </li><li> Bordi replica sono poi raffinati e raddrizzate usando una lama di rasoio lasciando almeno 2 mm di spazio sul lato laterale del canale e senza gioco (tagliare a destra attraverso) all&#39;uscita del canale. </li><li> Una apertura nel microcamera utilizzando un Harris Unicore perforatore per formare l&#39;ingresso del fluido-caricamento. </li></ol></li><li> Il canale PDMS legame con il substrato LN per semplice incollaggio conforme. In questo modo il legame terrà durante tutta la fase di test fluido pur rimanendo reversibile. <ol><li> Vengono pulite entrambe le superfici prima di entrare soffiando via i detriti in eccesso con aria azoto compresso. E &#39;critical quando unisce i pezzi per allineare il canale con l&#39;asse maggiore della LN secondo i segni di allineamento fantasia. </li></ol></li><li> Lo schema dispositivo completo è mostrato in Figura 1. Conservare completato dispositivi in ​​un ambiente pulito fino all&#39;utilizzo. </li></ol> Nota: È importante che tutti i passi di fabbricazione sono eseguite in un ambiente sterile per evitare la contaminazione del dispositivo prima dell&#39;uso. Nota: qualsiasi dei passi litografia ottica può essere sostituita dai metodi preferiti dall&#39;utente. Nota: La procedura silanizzazione può essere sostituito da un metodo preferito rivestimento idrofobo 13. 2. Test dispositivo RF <ol><li> Calibrare la rete o analizzatore di spettro con una guida d&#39;onda open / short sul RF-PCB. </li><li> Collegare la linea di ritardo SAW alle porte di un analizzatore di spettro e misurare la matrice di scattering deldispositivo. La trasmissione di una coppia di trasduttori a singolo elettrodo sarà simile al valore assoluto di una funzione sinc centrata sulla frequenza operativa del IDT. Nello spettro di riflessione si osserva un tuffo (minimo) alla stessa frequenza 9-11. Nei nostri dispositivi a frequenza di funzionamento 100 MHz lungo i valori degli assi principali tipici sono -15 dB per la S11 e la S22 e -10 dB per la S 12 (senza canali PDMS). </li></ol> 3. Microfluidica e il flusso di particelle Dynamics visualizzazione Experiment e analisi <ol><li> Collocare il campione al microscopio. La configurazione ottica specifica dipende dai fenomeni microfluidica SAW da osservare. Ad esempio, un semplice microscopio riflessione equipaggiato con un obiettivo 4X e una video camera 30 fps sarà adatto per studiare la dinamica dei fluidi di riempimento. Per indagare dinamiche microparticelle più complessi, può essere necessario utilizzare un microscopio dotato di un obiettivo 20X e un 100 fps o superiore videocamera. È important che sia l&#39;obiettivo e la velocità dei fotogrammi è abbastanza alto per catturare le caratteristiche importanti e nello spazio di flusso. </li><li> Collegare la IDT davanti alla presa di canale ad un generatore di segnale RF, alimentandola con la frequenza di risonanza osservata nelle misure matrice di scattering. La tipica potenza di funzionamento in esperimenti acustico-controcorrente è di 20 dBm. Se necessario, utilizzare un amplificatore UHF ad alta potenza. Acoustic-streaming e fenomeni di atomizzazione sono osservati senza controcorrente acustico durante l&#39;esecuzione del dispositivo a bassa potenza: tipicamente ricircolo acustico-streaming inizia da 0 dBm e atomizzazione avviene sopra 14 dBm. </li><li> Caricare 60 ml di fluido nella microcamera con una micropipetta. Fluido passivamente diffonda nella microcamera. Se necessario, spingere delicatamente sulla superficie microcamera per favorire il riempimento microcamera. <ol><li> Per visualizzare il flusso è necessario aggiungere microsfere al fluido. Notare che al fine di evitare Clust particellaEring, sonicare la sospensione delle particelle prima degli esperimenti. Per evitare l&#39;adesione delle particelle sul substrato applicare un segnale di 0 dBm al dispositivo durante il caricamento. </li></ol></li><li> Avviare la registrazione del video attraverso il microscopio e aumentare la potenza di funzionamento al fine di osservare controflusso acustica. Schemi di flusso differenti saranno determinati dalla potenza in ingresso, progettazione di chip e diametro particellare. <ol><li> Per catturare qualitativamente la dinamica, flusso di fluido deve essere registrata in prossimità del menisco e l&#39;ingresso in diverse fasi del canale di riempimento utilizzando marcatori come riferimento spaziale. </li><li> Al fine di eseguire la misurazione quantitativa della dinamica delle particelle da micro particelle di velocimetria immagine (μPIV) 14,15 o spettroscopia di correlazione spaziale temporale dell&#39;immagine (STIC) 16,17, il flusso del fluido deve essere registrato nel punto di interesse con un campo di vista fisso per almeno 100 fotogrammi a un frame rate imposto dalla dinamica delle particelle. </li></ol></li><li> Analizzare il video con il software di elaborazione delle immagini. La scelta del software da utilizzare dipende dai fenomeni di interesse. Ad esempio, per quantificare la distribuzione delle dimensioni delle goccioline atomizzate, periodicità spaziale di accumulo di particelle o tracciamento manuale di particelle diluiti, semplice software freeware di analisi delle immagini, come Fiji è adatto 18; che al fine di ottenere correnti e misure di campo di velocità, personalizzati mPIV 19 o TICHE 20 codice è richiesto. Nella nostra analisi del codice TICHE personalizzato è scritto in MATLAB, tuttavia una alternativa preferita codifica lingua può essere ugualmente accettabile. </li></ol>

<ol>
	<li>Masini, L., Cecchini, M., Girardo, S., Cingolani, R., Pisignano, D., Beltram, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-acoustic-wave+counterflow+micropumps+for+on-chip+liquid+motion+control+in+two-dimensional+microchannel+arrays.">Surface-acoustic-wave counterflow micropumps for on-chip liquid motion control in two-dimensional microchannel arrays.</a> Lab on a Chip. 10 (15), 1997-2000 (2010).</li><li>Travagliati, M., De Simoni, G., Lazzarini, C. M., Piazza, V., Beltram, F., Cecchini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction-free,+automatic,+on-chip+fluid+routing+by+surface+acoustic+waves.">Interaction-free, automatic, on-chip fluid routing by surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 12 (15), 2621-2624 (2012).</li><li>Wixforth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustically+driven+planar+microfluidics.">Acoustically driven planar microfluidics.</a> Superlattices and Microstructures. 33 (5), 389-396 (2003).</li><li>Friend, J., Yeo, L. 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R., Tjeung, R., Chan, P., Yeo, L. Y., Friend, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organosilane+deposition+for+microfluidic+applications.">Organosilane deposition for microfluidic applications.</a> Biomicrofluidics. 5 (3), 036501 (2011).</li><li>Wereley, S. T., Meinhart, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+micro-particle+image+velocimetry.">Recent advances in micro-particle image velocimetry.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 42, 557-576 (2010).</li><li>Augustsson, P., Barnkob, R., Wereley, S. T., Bruus, H., Laurell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+and+temperature-controlled+micro-PIV+measurements+enabling+long-term-stable+microchannel+acoustophoresis+characterization.">Automated and temperature-controlled micro-PIV measurements enabling long-term-stable microchannel acoustophoresis characterization.</a> Lab on a Chip. 11 (24), 4152-4164 (2011).</li><li>Hebert, B., Costantino, S., Wiseman, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+image+correlation+spectroscopy+(STICS)+theory,+verification,+and+application+to+protein+velocity+mapping+in+living+CHO+cells.">Spatiotemporal image correlation spectroscopy (STICS) theory, verification, and application to protein velocity mapping in living CHO cells.</a> Biophysical Journal. 88 (5), 3601 (2005).</li><li>Rossow, M., Mantulin, W. W., Gratton, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+image+correlation+spectroscopy+measurements+of+flow+demonstrated+in+microfluidic+channels.">Spatiotemporal image correlation spectroscopy measurements of flow demonstrated in microfluidic channels.</a> Journal of Biomedical Optics. 14 (2), 024014 (2009).</li><li>Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Frise, E., Kaynig, V., Longair, M., Pietzsch, T., Preibisch, S., Rueden, C., Saalfeld, S., Schmid, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Rogers, P. R., Friend, J. R., Yeo, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploitation+of+surface+acoustic+waves+to+drive+size-dependent+microparticle+concentration+within+a+droplet.">Exploitation of surface acoustic waves to drive size-dependent microparticle concentration within a droplet.</a> Lab on a Chip. 10 (21), 2979-2985 (2010).</li><li>Muller, P. B., Barnkob, R., Jensen, M. J. H., Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+numerical+study+of+microparticle+acoustophoresis+driven+by+acoustic+radiation+forces+and+streaming-induced+drag+forces.">A numerical study of microparticle acoustophoresis driven by acoustic radiation forces and streaming-induced drag forces.</a> Lab on a Chip. 12 (22), 4617-4627 (2012).</li><li>Luo, J. K., Fu, Y. Q., Li, Y., Du, X. Y., Flewitt, A. J., Walton, A. J., Milne, W. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moving-part-free+microfluidic+systems+for+lab-on-a-chip.">Moving-part-free microfluidic systems for lab-on-a-chip.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 19 (5), 054001-05 (2009).</li><li>Lindken, R., Rossi, M., Gro&#223;e, S., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-particle+image+velocimetry+(&#956;PIV):+recent+developments,+applications,+and+guidelines.">Micro-particle image velocimetry (&#956;PIV): recent developments, applications, and guidelines.</a> Lab on a Chip. 9 (17), 2551-2567 (2009).</li><li>Gedge, M., Hill, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustofluidics+17:+Theory+and+applications+of+surface+acoustic+wave+devices+for+particle+manipulation.">Acoustofluidics 17: Theory and applications of surface acoustic wave devices for particle manipulation.</a> Lab on a Chip. 12 (17), 2998-3007 (2012).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Una delle più grandi sfide per la comunità microfluidica è la realizzazione di una piattaforma di comando per i dispositivi point-of-care realmente portatile. Tra il micropumps integrato proposto 23, quelli basati su onde acustiche di superficie (SAW) sono particolarmente interessanti grazie alla loro capacità associate a concentrazione del liquido di miscelazione, atomizzazione e la particella e la separazione 4. In questo lavoro abbiamo dimostrato come fabbricare e utilizzare un dispositivo d...

Una delle continue sfide che la comunità microfluidica è la necessità di disporre di un meccanismo di pompaggio efficiente che può essere miniaturizzato per l&#39;integrazione in sistemi micro-totale-analisi veramente portatili (μTAS di). Sistemi di pompaggio macroscopici normali semplicemente non riescono a fornire la portabilità richiesto per μTAS di, a causa della scalatura sfavorevole delle portate volumetriche come dimensione canale diminuisce fino alla gamma micron o inferiore. Al contrario, seghe hanno guadagnato crescente interesse come meccanismi attuatori fluide e appaiono come una strada promettente per la soluzione di alcuni di questi problemi 1,2. SAW hanno mostrato di fornire un meccanismo molto efficiente di trasporto di energia in fluidi 3. Quando una sega si propaga su un substrato piezoelettrico, ad esempio niobato di litio (LN), l&#39;onda saranno irradiate in tutto il liquido nel suo percorso con un angolo noto come l&#39;angolo di Rayleigh θ R = sin722, 1 (c f / c s), a causa della mancata corrispondenza delle velocità del suono nel substrato, c s, e il fluido c f. Questa perdita di radiazioni nel fluido genera un&#39;onda di pressione che spinge lo streaming acustiche nel fluido. A seconda della geometria del dispositivo e della potenza applicata al dispositivo, questo meccanismo è stato indicato per azionare una grande varietà di processi on-chip, quali fluidi miscelazione, cernita particella, atomizzazione, e 1,4 pompaggio. Nonostante la semplicità e l&#39;efficacia di azionamento microfluids con SAW, ci sono solo un piccolo numero di SAW guidato meccanismi di pompaggio microfluidici che sono stati dimostrati per data. La prima dimostrazione è stata la semplice traduzione di goccioline libere poste nel percorso di propagazione SAW su un substrato 3 piezoelettrico. Questo nuovo metodo ha generato molto interesse ad utilizzare SAW come metodo di attuazione microfluidica, tuttavia c&#39;era ancora bisogno di liquidi peressere guidato attraverso canali-una allegate compito più difficile. Tan et al. Ha dimostrato di pompaggio all&#39;interno di un microcanali che è stato asportato laser direttamente nel substrato piezoelettrico. Per modificazione geometrica rispetto al canale e dimensioni IDT, erano in grado di dimostrare flussi sia uniforme e miscelazione 5. Glass et al. Ha recentemente dimostrato un metodo di fluidi in movimento attraverso microcanali e componenti microfluidici combinando SAW rotazioni azionati con microfluidica centrifughe, come una dimostrazione di vera miniaturizzazione del famoso Concept Lab-on-a-CD 6,7. Tuttavia, l&#39;unico completamente chiusa SAW guidato meccanismo che è stato dimostrato di pompaggio rimane da Cecchini et al. S &#39;SAW-driven controcorrente acustica 8-il focus di questo video. Sfrutta l&#39;atomizzazione e la coalescenza di un fluido da pompare attraverso un canale chiuso nella direzione opposta alla direzione di propagazione del unaonda Coustic. Questo sistema può dare origine a flussi sorprendentemente complesse all&#39;interno di un microcanale. Inoltre, a seconda della geometria del dispositivo, può fornire una serie di schemi di flusso, da flussi laminari a regimi più complessi caratterizzati da vortici e domini particella-accumulo. La capacità di influenzare facilmente le caratteristiche di flusso all&#39;interno del dispositivo mostra le opportunità di manipolazione avanzata delle particelle on-chip. In questo protocollo vogliamo chiarire gli aspetti principali della pratica microfluidica SAW a base di: fabbricazione del dispositivo, operazione sperimentale, e la visualizzazione del flusso. Mentre stiamo descrivendo esplicitamente queste procedure per la realizzazione e il funzionamento del-driven dispositivi SAW controcorrente acustici, queste sezioni possono essere facilmente modificati per la loro applicazione ad una serie di regimi di microfluidica SAW-driven.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double side polished 128&#176; YX lithium niobate wafer</td>
			<td>Crystal Technology, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer</td>
			<td>Siegert Wafers</td>
			<td></td>
			<td>We use &#60;100&#62;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IDT Optical lithography mask with alignment marks (positive)</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Channel Optical lithography mask (negative)</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist</td>
			<td>Shipley</td>
			<td>S1818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist developer</td>
			<td>Microposit</td>
			<td>MF319</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative tone photoresist</td>
			<td>Allresist</td>
			<td>AR-N-4340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative tone photoresist developer</td>
			<td>Allresist</td>
			<td>AR 300-475</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU8 thick negative tone photoresist</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8 2000 Series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU8 thick negative tone photoresist developer</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8 developer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexadecane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H6703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon tetrachloride (CCl4)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>107344</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Octadecyltrichlorosilane (OTS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>104817</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone CMOS grade</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>40289</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol CMOS grade</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>40301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td>99.9% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td>99.9% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard 184 silicone elastomer kit with curing agent</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mm ID Harris Uni-Core multi-purpose coring tool</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z708895</td>
			<td>Any diameter greater than 2 mm is suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acoustic absorber</td>
			<td>Photonic Cleaning Technologies</td>
			<td>First Contact regular kit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF-PCB</td>
			<td>Any vendor</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinner</td>
			<td>Laurell technologies corporation</td>
			<td>WS-400-6NPP</td>
			<td>Any spinner can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MJB 4</td>
			<td>Any aligner can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal evaporator</td>
			<td>Kurt J. Lesker</td>
			<td>Nano 38</td>
			<td>Any thermal, e-beam evaporator or sputtering system can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen plasma asher</td>
			<td>Gambetti Kenologia Srl</td>
			<td>Colibr&#236;</td>
			<td>Any plasma asher or RIE machine can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5810 R</td>
			<td>Any centrifuge can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire bonder</td>
			<td>Kulicke &#38; Soffa</td>
			<td>4523AD</td>
			<td>Any wire bonder can be used if the PCB is used without pogo connectors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Contact Angle Meter</td>
			<td>KSV</td>
			<td>CAM 101</td>
			<td>Any contact angle meter can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrum analyzer</td>
			<td>Anristu</td>
			<td>56100A</td>
			<td>Any spectrum or network analyzer can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF signal generator</td>
			<td>Anristu</td>
			<td>MG3694A</td>
			<td>Any RF signal generator can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF high power amplifier</td>
			<td>Mini Circuits</td>
			<td>ZHL-5W-1</td>
			<td>Any RF high power amplifier can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microbeads suspension</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L3280</td>
			<td>Depending on the experimental purpose different suspension of different diameter and different material properties can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Ti-Eclipse</td>
			<td>Any optical microscope with spatial resolution satisfying experimental purposes can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video camera</td>
			<td>Basler</td>
			<td>A602-f</td>
			<td>Any video camera that has enough frame rate and sensitivity satisfying experimental purposes can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera acquisition software</td>
			<td>Advanced technologies</td>
			<td>Motion Box</td>
			<td>Any software enabling high and controlled frame rate acquisition can be used</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication, operation and flow visualization in surface-acoustic-wave-driven acoustic-counterflow microfluidics

Onde acustiche di superficie (SAW) possono essere usati per guidare liquidi in chip microfluidici portatili tramite il fenomeno acustico controflusso. In questo video vi presentiamo il protocollo di fabbricazione di un dispositivo controcorrente acustica SAW multistrato. Il dispositivo è fabbricato a partire da un niobato (LN) substrato di litio su cui due trasduttori interdigitali (IDT) e marcatori appropriati sono modellati. A (PDMS) canale polydimethylsiloxane gettato su uno stampo maestro SU8 è finalmente incollato sul substrato fantasia. Seguendo la procedura di fabbricazione, mostriamo le tecniche che permettono la caratterizzazione e funzionamento del dispositivo controflusso acustico per pompare liquidi attraverso la griglia canale PDMS. Abbiamo finalmente presentiamo la procedura per visualizzare il flusso di liquido nei canali. Il protocollo viene utilizzato per mostrare fluido on-chip di pompaggio sotto diversi regimi di flusso, quali il flusso laminare e le dinamiche più complesse caratterizzate da vortici e domini di accumulo di particelle.

La Figura 2 mostra i risultati rappresentativi di test RF dispositivo che sono stati presi prima dell&#39;incollaggio strato LN allo strato microcanali: tipico S 11 e S 12 spettri sono riportati in pannello a) e b), rispettivamente. La profondità della valle a frequenza centrale a S 11 spettro è correlata alla efficienza della conversione di potenza RF SAW in potenza meccanica. Quindi, per un numero fisso di coppie dito IDT, una riduzi...

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Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

In questo video vengono descritti i processi di fabbricazione e di funzionamento delle onde acustiche di superficie (SAW), dispositivo controcorrente acustico. Abbiamo quindi dimostrare un apparato sperimentale che consente sia la visualizzazione del flusso analisi qualitativa e quantitativa dei flussi complessi all&#39;interno del dispositivo di pompaggio SAW.

Fabbricazione, il funzionamento e la visualizzazione del flusso in superficiali acustiche onda-driven Microfluidics Acoustic-controcorrente

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

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Flow in Pipes

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16.9K Views.  Istituto Italiano di Tecnologia. In questo video vengono descritti i processi di fabbricazione e di funzionamento delle onde acustiche di superficie (SAW), dispositivo controcorrente acustico. Abbiamo quindi dimostrare un apparato sperimentale che consente sia la visualizzazione del flusso analisi qualitativa e quantitativa dei flussi complessi all'interno del dispositivo di pompaggio SAW.

Video: Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Synthesis and Operation of Fluorescent-core Microcavities for Refractometric Sensing

This paper discusses fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic analysis setup. These structures are based on the formation of a fluorescent quantum-dot (QD) coating on the channel surface of a conventional microcapillary. Silicon QDs are especially attractive for this application, owing in part to their negligible toxicity compared to the II-VI and II-VI compound QDs, which are legislatively controlled substances in many countries. While the ensemble emission spectrum is broad and featureless, an Si-QD film on the channel wall of a capillary features a set of sharp, narrow peaks in the fluorescence spectrum, corresponding to the electromagnetic resonances for light trapped within the film. The peak wavelength of these resonances is sensitive to the external medium, thus permitting the device to function as a refractometric sensor in which the QDs never come into physical contact with the analyte. The experimental methods associated with the fabrication of the fluorescent-core microcapillaries are discussed in detail, as well as the analysis methods. Finally, a comparison is made between these structures and the more widely investigated liquid-core optical ring resonators, in terms of microfluidic sensing capabilities.

Fluorescent-core microcavity sensors employ a high-index quantum-dot coating in the channel of silica microcapillaries. Changes in the refractive index of fluids pumped into the capillary channel cause shifts in the microcavity fluorescence spectrum that can be used to analyze the channel medium.

Sintesi e funzionamento del fluorescente-core microcavità per il Rilevamento rifrattometrico

This paper discusses  fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic  analysis setup. These structures are based on the ...

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Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and functionalized to render their top surfaces hydrophilic. The combination of a physical feature (the pillar) with a chemical boundary (the hydrophilic film on the top of the pillar) provides both a physical and chemical heterogeneity that pins the triple contact line, a necessary feature to create stable long but narrow capillary bridges. The substrates with the pillars are attached to glass slides and secured into custom holders. The holders are then mounted onto four axis microstages and positioned such that the pillars are parallel and facing each other. The capillary bridges are formed by introducing a fluid in the gap between the two substrates once the separation between the facing pillars has been reduced to a few hundred micrometers. The custom microstage is then employed to vary the height of the capillary bridge. A CCD camera is positioned to image either the length or the width of the capillary bridge to characterize the morphology of the fluid interface. Pillars with widths down to 250 &#181;m and lengths up to 70 mm were fabricated with this method, leading to capillary bridges with aspect ratios (length/width) of over 1001.

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. The creation of capillary bridges relies on the formation of pillars to provide a directional physical and chemical heterogeneity to pin the fluid. Capillary bridges are formed and manipulated using microstages and visualized using a CCD camera.

Fabbricazione e visualizzazione di ponti capillari in geometria dei pori a fessura

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; platforms. Often, droplet motion relies on the wetting of a surface, directly associated with the application of an electric field; surface interactions, however, make motion dependent on droplet contents, limiting the breadth of applications of the technique.
Some alternatives have been presented to minimize this dependence. However, they rely on the addition of extra chemical species to the droplet or its surroundings, which could potentially interact with droplet moieties. Addressing this challenge, our group recently developed Field-DW devices to allow the transport of cells and proteins in DMF, without extra additives.
Here, the protocol for device fabrication and operation is provided, including the electronic interface for motion control. We also continue the studies with the devices, showing that multicellular, relatively large, model organisms can also be transported, arguably unaffected by the electric fields required for device operation.

The protocol for fabrication and operation of field dewetting devices (Field-DW) is described, as well as the preliminary studies of the effects of electric fields on droplet contents.

Approfittando di ridotta interazione Droplet-superficie per ottimizzare il trasporto di Bioanalytes in microfluidica digitale

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological and physical sciences over the past few decades. The progress made in this field invites further study of even smaller systems and at a larger scale, with tools that could be distributed more easily and made more widely available. Unfortunately, the fundamental laws of diffraction limit the minimum size of the focal spot of a laser beam, which makes particles smaller than a half-wavelength in diameter hard to trap and generally prevents an operator from discriminating between particles which are closer together than one half-wavelength. This precludes the optical manipulation of many closely-spaced nanoparticles and&#160;limits the&#160;resolution of optical-mechanical systems. Furthermore, manipulation using focused beams requires beam-forming or steering optics, which can be very bulky and expensive. To address these limitations in the system scalability of conventional optical trapping our lab has devised an alternative technique which utilizes near-field optics to move particles across a chip. Instead of focusing laser beams in the far-field, the optical near field of plasmonic resonators produces the necessary local optical intensity enhancement to overcome the restrictions of diffraction and manipulate particles at higher resolution. Closely-spaced resonators produce strong optical traps which can be addressed to mediate the hand-off of particles from one to the next in a conveyor-belt-like fashion. Here, we describe how to design and produce a conveyor belt using a gold surface patterned with plasmonic C-shaped resonators and how to operate it with polarized laser light to achieve super-resolution nanoparticle manipulation and transport. The nano-optical conveyor belt chip can be produced using lithography techniques and easily packaged and distributed.

The scalability and resolution of conventional optical manipulation techniques are limited by diffraction. We circumvent the diffraction limit and describe a method of optically transporting nanoparticles across a chip using a gold surface patterned with a path of closely spaced C-shaped plasmonic resonators.

Fabbricazione e funzionamento di un nano-ottica Nastro trasportatore

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

Realizzazione e di funzionamento dei dispositivi che supportano Acoustofluidic Bulk onde acustiche piedi per guaina di messa a fuoco di particelle

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) for the detection of faint astrophysical signatures, as well as for quantum computing applications and materials characterization. In this paper, procedures are presented for the fabrication and characterization of thin-film superconducting microwave resonators. The fabrication methodology allows for the realization of superconducting transmission-line resonators with features on both sides of an atomically smooth single-crystal silicon dielectric. This work describes the procedure for the installation of resonator devices into a cryogenic microwave testbed and for cool-down below the superconducting transition temperature. The set-up of the cryogenic microwave testbed allows one to do careful measurements of the complex microwave transmission of these resonator devices, enabling the extraction of the properties of the superconducting lines and dielectric substrate (e.g., internal quality factors, loss and kinetic inductance fractions), which are important for device design and performance.

Superconducting microwave resonators are of interest for detection of light, quantum computing applications and materials characterization. This work presents a detailed procedure for fabrication and characterization of superconducting microwave resonator scattering parameters.

Fabbricazione e caratterizzazione di superconduttori risonatori

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

Fabbricazione di microsfere di polimeri per risonatore ottico e applicazioni laser

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

Fabbricazione di film ultra-sottile di colore con altamente assorbente Media mediante deposizione di angolo obliquo

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

Flusso-assistita dielettroforesi: Un metodo a basso costo per la realizzazione di dispositivi ad alte prestazioni soluzione-processable Nanowire

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is not well understood. The flow visualization technique is a promising non-intrusive method to illustrate the complex flow field spatially and temporally. A basic flow visualization setup consists of a high-powered laser and optic lenses to generate the laser sheet, a camera, a tracer particle generator, and a data processor. The wind tunnel setup, the specifications of devices involved, and the corresponding parameter settings are dependent on the flow features to be obtained.
Normal smoke wire flow visualization uses a smoke wire to demonstrate the flow streaklines. However, the performance of this method is limited by poor spatial resolution when it is conducted in a complex flow field. Therefore, an improved smoke flow visualization technique has been developed. This technique illustrates the large-scale global LEV flow field and the small-scale shear layer flow structure at the same time, providing a valuable reference for later detailed particle image velocimetry (PIV) measurement.
In this paper, the application of the improved smoke flow visualization and PIV measurement to study the unsteady flow phenomena over a delta wing is demonstrated. The procedure and cautions for conducting the experiment are listed, including wind tunnel setup, data acquisition, and data processing. The representative results show that these two flow visualization methods are effective techniques for investigating the three-dimensional flow field qualitatively and quantitatively.

Here, we present a protocol to observe unsteady vortical flows over a delta wing using a modified smoke flow visualization technique and investigate the mechanism responsible for the oscillations of the leading-edge vortex breakdown locations.

Indagine sperimentale della struttura flusso sopra un ala di Delta tramite metodi di visualizzazione del flusso

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is ...