Bu eser Hibe Sayısı 101-2221-E-002-064-My3 altında Bilim ve Tayvan Teknoloji Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.

Mikroakışkan Aygıt 1. Fabrikasyon <ol><li> T-mikrokanalın anahatlarını çizmek için bir grafik düzen yazılımı (örneğin, AutoCAD) kullanın. T-mikrokanalın için, iki besleme kanalı 90 mikron genişliğinde ve 2.500 mikron uzunluğunda olup, izdiham kanal uzunluğunda 180 mm genişliğinde ve 3000 mm. 1,100 um arasında bir çapa sahip tek bir çevreye her kanalın ucunu. </li><li> Mark &#39;net&#39; ve sırasıyla maruz kalma ve kapalı alanlar için &#39;karanlık&#39;. Negatif fotorezist için (örneğin, SU-8), T-mikrokanalın şekli &#39;açık&#39; ve çevresindeki olan &#39;karanlık.&#39; </li><li> Bir krom-on-cam photomask üzerine, T-mikrokanalın desen transfer 442 nm&#39;lik bir dalga boyunda ve 2 um arasında en az bir özellik boyutu bir lazer desen üreticisi kullanın. </li><li> Photomask, bir substrat (örneğin, tek taraflı cilalı silikon gofret) ve kalıcı bir epoksi ışığa kullanın (örneğin., SU-8) standart litografi süreci boyunca bir kalıp yapmak için. Fotorezist tabakası 55.2 mikron kalınlığındadır. Genel olarak, paslanmaz çeliğin kalınlığı objektif lens 17-19 korelasyon derinliğinden daha ince olması gerekmektedir. </li><li> T mikrokanalı 20 imal etmek için bir kalıp ve polidimetilsiloksan (PDMS) gibi saydam bir malzeme kullanarak. </li><li> Akışkan bağlantısı için, zımba dış çapı 2 mm bir paslanmaz çelik boru kullanarak geçiş delikleri PDMS dairesel şekillere hizalanır. </li><li> PDMS ve 30 saniye süreyle 60 W oksijen plazma bir cam slayt yüzeylerin muamele. Cam slayt PDMS takın. iki malzemenin oksitlenmiş yüzeyleri güçlü bir bağ oluşturur. 120 ° C &#39;de 5 dakika süre ile bir sıcak plaka üzerinde bağlanmış PDMS yapısı yerleştirin. </li><li> Akışkan bağlantı için delinmiş deliklere teflon tüpler yerleştirin. </li></ol> 2. Deneysel Kurulum <ol><li> Bir Hoffma gelen mikro schlieren sistemini Constructkondenserin ön odak düzlemi yarık plakasını kaldırılması ve 5X hedefi 3 arka odak düzlemi içinde bir bıçak kenarı ile modülatörün değiştirerek n modülasyon kontrast mikroskop. amacı, 17-19 sayısal açıklık bağlıdır korelasyon derinliği, mikroakışkan cihazın kapsayacak şekilde, yeterli olmalıdır. bıçak kenar yüzeyi kendi yansıtıcılığını azaltmak için anodik alüminyum oksit ile kararmış. </li><li> Bir C-mount adaptörü üzerinden mikroskop trinoküler tüp yüksek hızlı kamera monte edin. Kamera ışın ayırıcı üzerinden mikroskop optik yolunu yüz var. Bir Ethernet kablosu ile masaüstü bilgisayarınıza bağlayın. Gri tonlama okuma giriş parlaklık orantılı olacak şekilde kamera için 1 gama düzeltmesi ayarlayın. </li><li> Işık kaynağı açın. Aşırı ısı önlemek için, LED (ışık yayan diyot) aydınlatma kullanın. </li><li> Örneğin, &lt;(bir görüntü işleme yazılımı kullanın/ Em&gt; MATLAB fonksiyon imread) edinilmiş bir görüntünün gri tonlama değerlerini elde etmek. , Bıçak kenar Kaldır görüntünün ortalama gri tonlama okuma maksimum değerden yaklaşık% 10 daha az olacak şekilde aydınlatma, diyafram ve pozlama süresini ayarlayın. Bu% 0 kesme arka plan yoğunluğunu gösterir ve biz bir 8-bit görüntü için 230 değerini kullanın. </li><li> Tamamen olay ışığı engellemek için bıçak kenar yerleştirin. Görüntünün ortalama gri tonlama okunmasını kaydedin. Bu, bir% 100 kesme için arka plan yoğunluğu temsil eder ve değeri yaklaşık 15, 8-bitlik bir görüntü içindir. </li><li> Bıçak kenar konumunu ayarlayın şekilde elde edilen görüntünün ortalama gri tonlama okuma% 0 ve% 100 kesme değerleri ortasında yatıyor. Şimdi kesme derecesi% 50 olarak ayarlanır. </li><li> Kurucu maddeler olarak birbirleri ile tamamen karıştırılabilir olduğu bilinen kırılma indeksleri 21 ile iki adet saydam sıvılar hazırlayın. Refraktif ind bağımlılığını değerlendirmekkarışımın konsantrasyonuna eski, edebiyat 21 çek veya Gladstone-Dale denklemini 22 kullanın. Eğri tüm aralığında doğrusal olmayan ise, diğer sıvı bileşenler seçin. Daha sonra, çözeltinin kırılma endeksi konsantrasyonu ile doğrusal olarak değişmektedir aşağıda belirlenen bir bileşim seçin. Örneğin, çalışma sıvıları olarak kitlesel 0.05 fraksiyonu ve su ile sulu etanol seyreltik kullanımı. </li><li> Örnek sahnede T-mikrokanalı koyun. Bıçak kenarına konfluan kanal paralel böylece (Şekil 1) T-mikrokanalı düzenleyin. </li><li> Şırınga bir başvuru sıvı (su) olarak görev yapan çalışma sıvısı ile doldurulur, ve şırınga oda diğer çalışma akışkanı (sulu etanol seyreltik) ile doldurulur: iki aynı şırınga hazırlayın. şırınga boyutu arzu edilen akış hızı Q ve şırınga pompasına özelliklerine bağlıdır: Q = πd d Syr iç çapı 2 V / 4,inge ve V, pistonun hızıdır. Akış nabız, genellikle V 23 geliştirmek için küçük bir şırınga seçerek önlenebilir. </li><li> Bir beher T-mikrokanalın gelen çıkış sıvısını toplayın. Emin teflon çıkış borusu behere duvarına sabitlenir ve son damlacık kopmasına neden olacağı titreşim önlemek için beher sıvı seviyesinin altındadır. </li></ol> 3. Kalibrasyon <ol><li> Karıştırma iki akışkan ve referans görüntüleri görüntüleri edinin. <ol><li> Belirli bir Reynolds sayısı Re, enjektör pompalarının akış hızını ayarlamak, Q. Q = μ (B + D) Re / 4ρ, μ ve ρ viskozitesi ve çalışma sıvısının yoğunluğunun olduğu ve W ile hesaplanır ve D, sırasıyla t-mikrokanalın izdiham kanalının genişliği ve derinliği vardır. </li><li> Yük tek şırınga A ile pompa ve sy ile diğer pomparinge B. Bağlan T-mikrokanalın iki girişlerinin teflon tüp aracılığıyla A ve B şırınga şırınga etmek. Özdeş hacim akış hızlarında T-mikrokanalın içine çalışan sıvıları teslim şırınga pompaları başlatın. </li><li> Sürekli akış kurar kadar bekleyin. sürekli akış koşulu sabit schlieren desen ortaya çıkması ile tanımlanır. </li><li> 30 fps kare hızında akışkan karıştırma yirmi kare kaydetmek için kamera kontrollü yazılımını kullanın. </li><li> Sadece sabit hızda T-mikrokanalın izdiham kanalı içine tek girişten referans sıvısı (su) pompa enjektör B ile yüklenir pompayı durdurun. </li><li> Sürekli akış koşulu ulaşıldığında ve hiçbir schlieren model görülmektedir kadar bekleyin. </li><li> Optik homojen olmama T-mikrokanalda mevcut olduğunda referans görüntü almak için kamera kontrollü yazılımını kullanın. 30 fps kare hızında yirmi kare kaydedin. </li><li> Farklı Reynolds numaralı 3.1.7 3.1.1 tekrarlayın: = 1 Re, 5, 10, 20 ve 50, böylece karmaşık bir akış yapısı T-mikrokanal 24 kesişme bölgesi ortaya çıkar. </li></ol></li><li> I ve j piksel endeksleri olan referans görüntü I 0 (i, j) 25 tarafından satın görüntüyü (i, j) bölmek için bir görüntü işleme yazılımı kullanın. </li><li> T-mikrokanalda belirlenen sıvıların karıştırılması simüle etmek için bir CFD (Computational Fluid Dynamics) paketi çalıştırmak. <ol><li> T-mikrokanalın geometrisi için üç boyutlu bir model oluşturun. Yapılandırılmış ızgaraları içine akış alanını ayrıklaştırılabilir. , Doğruluğunu artırmak izdiham ve T-mikrokanalın merkezi bölgesinde ince örgü istihdam etmek. </li><li> Akışkanların fiziksel özelliklerini atayın ve akış etki sınır koşulları kurmak. Çözme sürecinde, son elde edilen konsantrasyon konsantrasyon-bağımlı difüzyon katsayısı belirlemekYerel konsantrasyonunu güncellemek için yineleme 26. </li><li> Izgara çalışması 27 yaparak bilgisayarlı sonuçların hassasiyetlerini inceleyin. </li></ol></li><li> Her düğüm için (x i, i y) xy -Plane üzerine, trapez kuralı ile kanal derinliği karşısında konsantrasyon alanının ortalama değerleri almak için CFD post-processing aracı istihdam: w (x i, y j) = {Σ k [w (x i, y j, z k) w + (x i, y j, z k +1)] ∙ (z k +1 - z k) / 2} / D 28, D nerede kanal derinliği. Deriva hesaplamak için merkezi farkı şemasını kullanarakçapraz-akış yönüne göre konsantrasyon tive (∂ ağırlık / ∂ y) i, j = [(X, Y, j + 1) w - a (x, Y&#39;nin j-1)] / (y j 1 - Y j-1). </li><li> Pozitif ve negatif geçişlerini hem de, gri tonlama değerleri I / I 0 (3.2 elde) ve kütle fraksiyonun gradyan ∂ w / ∂ y böyle y = 0 (merkez olarak belirtilen yerlerde (3.4 elde edilen), akım içerisinde oranı ayıklamak yönü) ya da çeşitli Verilen x (çapraz akım yönü). </li><li> Sonuçları arsa ve benim aramda / I 0 ilişkiyi belirlemek ve ∂ ∂ / y, I / I 0 w </sulineer regresyon ile / y ∂ + C 2 (C 1 ve C 2 sabitler) w b&gt; = C 1 ∂. </li></ol> 4. kantitasyonu <ol><li> Tekrarlayın 3.1 Hedef mikroakışkan cihaz karıştırmak için 3.2 adımları. Hedef mikroakışkan cihaz derinliği aynı veya T-mikrokanalın buna yakın olmalıdır. Kararsız fenomen bekleniyorsa, bunun yerine adım 3.1.4 Bir video klibi (görüntülerin dizisi) kazanır. pozlama süresi 2.4, 2.5, 3.1.4 ve 3.1.7&#39;de kullanılan değerle aynı olmalıdır iken kare hızı, açıkça geçici akış dinamikleri çözmek için yeterince yüksek olmalıdır. </li><li> Hedef mikroakışkan cihaz kitle fraksiyonun degrade gri tonlama değerleri oranını dönüştürmek için adım 3.6 &#39;de elde edilen ilişki kullanın. </li></ol>

<ol>
	<li>Merzkirch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flow Visualization. , (1974).</li><li>Settles, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Schlieren and Shadowgraph Techniques. , (2001).</li><li>Sun, C. -. l., Hsiao, T. -. h. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+microfluidic+mixing+using+microscale+schlieren+technique.">Quantitative analysis of microfluidic mixing using microscale schlieren technique.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 15 (2), 253-265 (2013).</li><li>Sun, C. -. l., Sun, C. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+mixing+in+a+microfluidic+oscillator+using+an+impinging+jet+on+a+concave+surface.">Effective mixing in a microfluidic oscillator using an impinging jet on a concave surface.</a> Microsystem Technologies. , (2011).</li><li>Strook, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chaotic+mixer+for+microchannels.">Chaotic mixer for microchannels.</a> Science. 295 (5555), 647-651 (2002).</li><li>Wheat, P. M., Posner, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+mixing+using+equilibrium+reactions.">Quantifying mixing using equilibrium reactions.</a> Physics of Fluids. 21 (3), 037101 (2009).</li><li>Liu, 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=Passive+mixing+in+a+three-dimensional+serpentine+microchannel.">Passive mixing in a three-dimensional serpentine microchannel.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 9 (2), 190-197 (2000).</li><li>Munson, M. S., Yager, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+quantitative+optical+method+for+monitoring+the+extent+of+mixing+applied+to+a+novel+microfluidic+mixer.">Simple quantitative optical method for monitoring the extent of mixing applied to a novel microfluidic mixer.</a> Analytica Chimica Acta. 507 (1), 63-71 (2004).</li><li>Bradfield, W. S., Sheppard, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microschlieren-a+technique+for+the+study+of+details+in+compressible+flow.">Microschlieren-a technique for the study of details in compressible flow.</a> Aero/Space Engineering. 5 (18), 37-56 (1959).</li><li>Scroggs, S. D., Settles, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+study+of+supersonic+microjets.">An experimental study of supersonic microjets.</a> Experiments in Fluids. 21, 401-409 (1996).</li><li>Phalnikar, K. A., Alvi, F. S., Shih, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 31st AIAA Fluid Dynamics Conference &amp; Exhibit. , (2001).</li><li>Phalnikar, K. A., Kumar, R., Alvi, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+on+free+and+impinging+supersonic+microjets.">Experiments on free and impinging supersonic microjets.</a> Experiments in Fluids. 44 (5), 819-830 (2008).</li><li>Naughton, J. W., Bishop, D. S., Walrath, D. E., Lindberg, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-schlieren+characterization+of+a+high+momentum+micro-fluidic+actuator.">Micro-schlieren characterization of a high momentum micro-fluidic actuator.</a> , (2002).</li><li>Chen, H. -. M., Wu, H. -. W., Lee, J. -. N., Ting, C. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 23th National Conference of the Chinese Society of Mechanical Engineers. , (2006).</li><li>Davidson, G. P., Emmony, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+schlieren+probe+method+for+the+measurement+of+the+refractive+index+profile+of+a+shock+wave+in+a+fluid.">A schlieren probe method for the measurement of the refractive index profile of a shock wave in a fluid.</a> Journal of Physics E: Scientific Instruments. 13, 92-97 (1980).</li><li>Xie, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Schlieren+confocal+microscopy+for+phase-relief+imaging.">Schlieren confocal microscopy for phase-relief imaging.</a> Optics Letters. 39, 1238-1241 (2014).</li><li>Inou&#233;, S., Spring, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Video Microscopy: The Fundamentals. , (1997).</li><li>Meinhart, C. D., Wereley, S. T., Gray, M. H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volume+illumination+for+two-dimensional+particle+image+velocimetry.">Volume illumination for two-dimensional particle image velocimetry.</a> Measurement Science and Technology. 11 (6), 809-814 (2000).</li><li>Olsen, M. G., Adrian, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Out-of-focus+effects+on+particle+image+visibility+and+correlation+in+microscopic+particle+image+velocimetry.">Out-of-focus effects on particle image visibility and correlation in microscopic particle image velocimetry.</a> Experiments in Fluids. 29 (1), S166-S174 (2000).</li><li>Friend, J., Yeo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+microfluidic+devices+using+polydimethylsiloxane.">Fabrication of microfluidic devices using polydimethylsiloxane.</a> Biomicrofluidics. 4 (2), 026502 (2010).</li><li>Wohlfarth, C., Lechner, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Landolt-B&#246;rnstein:+Numerical+Data+and+Functional+Relationships+in+Science+and+Technology.">Landolt-B&#246;rnstein: Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology.</a> Optical Constants: Refractive Indices of Pure Liquids and Binary Liquid Mixtures (Supplement to III/38). 47, (2008).</li><li>Heller, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remarks+on+refractive+index+mixture+roles.">Remarks on refractive index mixture roles.</a> Journal of Physical Chemistry. 69 (4), 1123-1129 (1965).</li><li>Korczyk, P. M., Cybulski, O., Makulska, S., Garstecki, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+unsteadiness+of+the+rates+of+flow+on+the+dynamics+of+formation+of+droplets+in+microfluidic+systems.">Effects of unsteadiness of the rates of flow on the dynamics of formation of droplets in microfluidic systems.</a> Lab on a Chip. 11 (1), 173-175 (2011).</li><li>Dreher, S., Engler, M., Kockmann, N., Woias, P., Bockhorn, H., Mewes, D., Peukert, W., Warnecke, H. .. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theoretical+and+experimental+investigations+of+convective+micromixers+and+microreactors+for+chemical+reactions.">Theoretical and experimental investigations of convective micromixers and microreactors for chemical reactions.</a> Micro and Macro Mixing: Analysis, Simulation and Numerical Calculation. , (2010).</li><li>Huang, C. Y., Gregory, J. W., Sullivan, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Modified+schlieren+technique+for+micro+flow+visualization.">A Modified schlieren technique for micro flow visualization.</a> Measurement Science &amp; Technology. 18 (5), N32-N34 (2007).</li><li>Tyn, M. T., Calus, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+and+concentration+dependence+of+mutual+diffusion+coefficients+of+some+binary+liquid+systems.">Temperature and concentration dependence of mutual diffusion coefficients of some binary liquid systems.</a> Journal of Chemicaland Engineering Data. 20 (3), 310-316 (1975).</li><li>Celik, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Procedure+for+estimation+and+reporting+of+uncertainty+due+to+discretization+in+CFD+applications.">Procedure for estimation and reporting of uncertainty due to discretization in CFD applications.</a> Journal of Fluids Engineering. 130 (7), 078001 (2008).</li><li>Tasi&#263;, A. &. #. 3. 8. 1. ;., Djordjevi&#263;, B. D., Grozdani&#263;, D. K., Radojkovi&#263;, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+mixing+rules+in+predicting+refractive+indices+and+specific+refractivities+for+some+binary+liquid+mixtures.">Use of mixing rules in predicting refractive indices and specific refractivities for some binary liquid mixtures.</a> Journal of Chemical and Engineering Data. 37 (3), 310-313 (1992).</li><li>Hsiao, P. -. J., Chen, S. -. T., Hsiao, T. -. H., Sun, C. -. l. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+coarse-resolution+numerical+simulation+with+experimental+measurements+of+wind+turbine+aerodynamic+performance.">A comparison of coarse-resolution numerical simulation with experimental measurements of wind turbine aerodynamic performance.</a> , (2013).</li><li>Sun, C. -. l., Huang, C. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+schlieren+visualization+of+near-bubble+mass+transport+during+boiling+of+2-propanol/water+mixtures+in+a+square+capillary.">Microscale schlieren visualization of near-bubble mass transport during boiling of 2-propanol/water mixtures in a square capillary.</a> Experiments in Fluids. 55 (7), 1778 (2014).</li><li>Panigrahi, P. K., Muralidhar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Schlieren and Shadowgraph Methods in Heat and Mass Transfer. , (2012).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Bir mikroakışkan cihaz akışkan karıştırma için, mikro schlieren tekniği ışık yoğunluğundaki değişim miktarının yoluyla konsantrasyon gradyanı büyüklüğünü ölçebilir. Bu tekniğin prensibi ışık yayılımı ardalanmasından tespit dayandığından, çalışma sıvıları ve mikroakışkan cihaz olayı ışığa şeffaf olmak zorunda. Buna ek olarak, iletişim kuralı kırılma çözeltisi endeksi ve çalışma sıvılarının ön değerlendirmesi gerekli olduğu şekilde bileşime arasında do...

Sıvı karışım, birçok endüstriyel işlemlerde ve biyolojik sistemlerde bulunan önemli bir konudur. Mikroakiskan ortaya çıkması ile, microscale karıştırma nedeniyle toplu taşıma mekanizmaları arasında difüzyon hakimiyeti onun meydan çok önem getirdi. Etkili bir Micromixer gerekli sayısal doğrulama tasarımı yana, birkaç ölçme yöntemleri 5-7 geliştirilmiştir. Bununla birlikte, genel olarak etkin micromixers 5 bulunan, üç boyutlu yapı, yaygın ölçüm teknikleri sunmak için başarısız konsantrasyon alanında daha doğru bir temsilini talep eder. Nedeniyle açısı 8 veya reaksiyon kinetiği 6 görüntüleme sınırı, yukarıda belirtilen yöntemler doğru karışımın homojenliği hesap yok yanıltıcı sonuçlar doğurabilir. Optik olarak transparan mikro karıştırma optik olarak transparan akışkanlar, mikro schlieren teknik 3,9-14 için </sup&gt; homojen olmayan karıştırma analiz için cazip bir alternatif sunuyor. Geçmişte, mikro schlieren tekniği çoğunlukla sıkıştırılabilir akış 9-13, 15 ya da 16 fazını degrade görselleştirmek için kullanılır olmuştur. Mikro schlieren tekniği, basit bir optik düzen ve yüksek hassasiyet hem yararları ve optik rahatsızlık neden ama karıştırma değerlendirilmesinde kullanılmak için uygundur belirli akış özelliği non-invaziv soruşturma sadece sağlar. Bu yazıda, bir mikroskop objektif arka odak düzlemi içinde bir bıçak kenar takarak mikro schlieren sistemini inşa, kantitatif analiz gerçekleştirmek için bir kalibrasyon prosedürü tarif ve mikroakışkan osilatör 4 bir doğrulama ölçümü rapor. Ölçümlerini gerçekleştirmek için, çalışma sıvıları uygun karma bir sıvı kırılma indeksi bileşimi ile doğrusal olarak farklılaştığı şekilde seçilir, ve hedef mikroakışkan cihaz kalınlığı ile aynıdır edilire kalibrasyonunda kullanılan. Türlerin konsantrasyonu yanı sıra, mikro schlieren tekniği doğrusal örneğin sıcaklık veya tuzluluk kırılma indeksi, korelasyon diğer skalar miktar gradyanı ölçmek için genişletilebilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Permanent Epoxy Negative Photoresist</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>SU-8 2150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>single side polished silicon wafer</td>
			<td>Light Technology</td>
			<td>S4W1PP5SABUP1</td>
			<td>p-type, diameter: 100&#177;0.5 mm, thickness: 525 &#177;25 mm, orientation: (1 0 0)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe pump</td>
			<td>kdScientific</td>
			<td>kds210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe, i.e. 10 ml</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SS-10L2138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoffman modulation contrast microscope</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>DM IL LED</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5X objective lens</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>N PLAN</td>
			<td>NA = 0.12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>knife-edge</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom made part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera, i.e. high speed</td>
			<td>Integrated Design Tools</td>
			<td>NX7-S1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-mount adapter HC 0.63x</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>541537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera operating software</td>
			<td>Integrated Design Tools</td>
			<td>MotionPro X Studio 2.02.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polydimethylsiloxane (PDMS)</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard-184 silicone elastomer kit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon tubing, i.e. O.D. x I.D. 1/16 in. x 0.031 in.</td>
			<td>Supelco</td>
			<td>58700-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micro glass slide</td>
			<td>Matsunami Glass</td>
			<td>S2215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hot plate</td>
			<td>Yeong-Shin</td>
			<td>HP-303DN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>distilled water, i.e. HPLC grade</td>
			<td>Alps Chemicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethyl alcohol, i.e. reagent grade</td>
			<td>Nihon Shiyaku Reagent</td>
			<td>EA448652</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>image processing software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>MATLAB R2009a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>computational fluid dynamics package</td>
			<td>ESI group</td>
			<td>CFD-ACE+ 2008</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analyzing mixing inhomogeneity in a microfluidic device by microscale schlieren technique

Bu yazıda bir mikroakışkan cihaz homojen olmayan karıştırma ölçmek için mikro schlieren tekniğinin kullanımını tanıtmak. mikro schlieren sistemi, yarık plakasını kaldırarak ve bir bıçak kenarı ile modülatörün değiştirerek objektif lens arka odak düzlemi kolay erişim sağlayan bir Hoffman modülasyon kontrast mikroskop, inşa edilmiştir. mikro schlieren tekniğin çalışma prensibi kırılma indisi 1-3 değişimi nedeniyle ışık sapmasını tespit dayanır. seken ışık kaçar ya da sırasıyla, bir aydınlık veya karanlık bir bant üretmek için bıçak kenarı tarafından tıkalı ya. Karışımın kırılma indisi olan bileşim ile doğrusal olarak değişmektedir, görüntü düzleminde ışık yoğunluğundaki yerel değişiklik optik eksene normal bir konsantrasyon gradyanı ile orantılıdır. Mikro schlieren resim, üç boyutludur homojen tarafından üretilen bozulmuş ışık iki boyutlu bir projeksiyon vermektedir. Kantitatif analiz gerçekleştirmek için, bir T-mikrokanalda iki sıvıları karıştıran bir kalibrasyon prosedürü açıklar. Biz gelen mikro-schlieren görüntü ile yakından ilişkilidir T-mikrokanalda konsantrasyon gradyanı elde etmek için sayısal simülasyonu yürütmek. Buna karşılık, mikro-schlieren görüntünün gri tonlama okumalar ve bir mikroakışkan cihaz sunulan konsantrasyon geçişlerini arasında bir ilişki kurulmaktadır. Bu ilişkiyi kullanarak, bir mikroakışkan osilatör 4 ölçümleri ile mikro schlieren tekniğinin yeteneği ortak mikro schlieren görüntüden karıştırma homojen olmayan durumlar analiz ve göstermek mümkün bulunmaktadır. Optik olarak transparan akışkanlar için, mikro schlieren tekniği karıştırma işlemi üç boyutlu özelliklerini korur anlık tam saha bilgileri sağlamak için cazip bir tanı aracıdır.

gri tonlama oranı I / kütle oranı olumlu ve olumsuz geçişlerini hem de farklı Reynolds numarası altında ben 0 T-mikrokanalın ortasında görünen bir simetrik bant ile (Şekil 2) gösterilmektedir. Düşük Reynolds sayısı anda, schlieren bant kuyruğu nedeniyle karıştırma arabirimi üzerinden dağılım genişletilmiş ve bulanık. Reynolds sayısı arttıkça, difüzyon uzunluğu daha dar bir bant lider kısaltır. Farklı aşağı yerlerde, yoğunluk değiş...

Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Mixing Inhomogeneity in a Microfluidic Device by Microscale Schlieren Technique at JoVE.com

Analyzing Mixing Inhomogeneity in a Microfluidic Device by Microscale Schlieren Technique

Herein, we describe a procedure that employs microscale schlieren technique to measure mixing inhomogeneity in a microfluidic device. Through calibration, distribution of concentration gradient can be derived from the micro-schlieren image.

Mikro Schlieren Tekniği ile bir mikroakışkan Aygıt karıştırma homojen Analizi

In this paper, we introduce the use of microscale schlieren technique to measure mixing inhomogeneity in a microfluidic device. The microscale schlieren ...

analyzing-mixing-inhomogeneity-microfluidic-device-microscale

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.9K Görüntüleme.  National Taiwan University. Herein, we describe a procedure that employs microscale schlieren technique to measure mixing inhomogeneity in a microfluidic device. Through calibration, distribution of concentration gradient can be derived from the micro-schlieren image. 

Video: Analyzing Mixing Inhomogeneity in a Microfluidic Device by Microscale Schlieren Technique

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

We have developed a microfluidic device that mimics the delivery and systemic clearance of drugs to heterogeneous three-dimensional tumor tissues in vitro. Nutrients delivered by vasculature fail to reach all parts of tumors, giving rise to heterogeneous microenvironments consisting of viable, quiescent and necrotic cell types. Many cancer drugs fail to effectively penetrate and treat all types of cells because of this heterogeneity. Monolayers of cancer cells do not mimic this heterogeneity, making it difficult to test cancer drugs with a suitable in vitro model. Our microfluidic devices were fabricated out of PDMS using soft lithography. Multicellular tumor spheroids, formed by the hanging drop method, were inserted and constrained into rectangular chambers on the device and maintained with continuous medium perfusion on one side. The rectangular shape of chambers on the device created linear gradients within tissue. Fluorescent stains were used to quantify the variability in apoptosis within tissue. Tumors on the device were treated with the fluorescent chemotherapeutic drug doxorubicin, time-lapse microscopy was used to monitor its diffusion into tissue, and the effective diffusion coefficient was estimated. The hanging drop method allowed quick formation of uniform spheroids from several cancer cell lines. The device enabled growth of spheroids for up to 3 days. Cells in proximity of flowing medium were minimally apoptotic and those far from the channel were more apoptotic, thereby accurately mimicking regions in tumors adjacent to blood vessels. The estimated value of the doxorubicin diffusion coefficient agreed with a previously reported value in human breast cancer. Because the penetration and retention of drugs in solid tumors affects their efficacy, we believe that this device is an important tool in understanding the behavior of drugs, and developing new cancer therapeutics.

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

We present the procedure for fabrication and operation of a microfluidic device that recreates heterogeneous tumor microenvironments in vitro. The variability in apoptosis within tumor tissue was quantified using fluorescent stains and the effective diffusion coefficient of the chemotherapeutic drug doxorubicin into tumor tissue was evaluated.

Bir Tümör Mikroçevre yeniden oluşturmak için mikroakışkan Cihazı<em&gt; In vitro</em

We have developed a microfluidic device that mimics the delivery and systemic clearance of drugs to heterogeneous three-dimensional tumor tissues in ...

Biyomühendislik

A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a comparative manner. Multiwell plates are routinely used to compare many different strains or cell lines, but allow limited control over the environment dynamics. Microfluidic devices, on the other hand, allow exquisite dynamic control over the surrounding conditions, but it is challenging to image and distinguish more than a few strains in them. Here we describe a method to easily and rapidly manufacture a microfluidic device capable of applying dynamically changing conditions to multiple distinct yeast strains in one channel. The device is designed and manufactured by simple means without the need for soft lithography. It is composed of a Y-shaped flow channel attached to a second layer harboring microwells. The strains are placed in separate microwells, and imaged under the exact same dynamic conditions. We demonstrate the use of the device for measuring protein localization responses to pulses of nutrient changes in different yeast strains.

We present a simple method to produce microfluidic devices capable of applying similar dynamic conditions to multiple distinct strains, without the need for a clean room or soft lithography.

Birden Farklı Suşlarının incelenmesi için bir mikroakışkan Cihazı

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a ...

A Microfluidic Technique to Probe Cell Deformability

Here we detail the design, fabrication, and use of a microfluidic device to evaluate the deformability of a large number of individual cells in an efficient manner. Typically, data for ~102 cells can be acquired within a 1 hr experiment. An automated image analysis program enables efficient post-experiment analysis of image data, enabling processing to be complete within a few hours. Our device geometry is unique in that cells must deform through a series of micron-scale constrictions, thereby enabling the initial deformation and time-dependent relaxation of individual cells to be assayed. The applicability of this method to human promyelocytic leukemia (HL-60) cells is demonstrated. Driving cells to deform through micron-scale constrictions using pressure-driven flow, we observe that human promyelocytic (HL-60) cells momentarily occlude the first constriction for a median time of 9.3 msec before passaging more quickly through the subsequent constrictions with a median transit time of 4.0 msec per constriction. By contrast, all-trans retinoic acid-treated (neutrophil-type) HL-60 cells occlude the first constriction for only 4.3 msec before passaging through the subsequent constrictions with a median transit time of 3.3 msec. This method can provide insight into the viscoelastic nature of cells, and ultimately reveal the molecular origins of this behavior.

We demonstrate a microfluidics-based assay to measure the timescale for cells to transit through a sequence of micron-scale constrictions.

Mikroakışkan Tekniği Hücre deformabilitesi Probe

Here we detail the design, fabrication, and use of a microfluidic device to evaluate the deformability of a large number of individual cells in an ...

Protocol for Biofilm Streamer Formation in a Microfluidic Device with Micro-pillars

Several bacterial species possess the ability to attach to surfaces and colonize them in the form of thin films called biofilms. Biofilms that grow in porous media are relevant to several industrial and environmental processes such as wastewater treatment and CO2 sequestration. We used Pseudomonas fluorescens, a Gram-negative aerobic bacterium, to investigate biofilm formation in a microfluidic device that mimics porous media. The microfluidic device consists of an array of micro-posts, which were fabricated using soft-lithography. Subsequently, biofilm formation in these devices with flow was investigated and we demonstrate the formation of filamentous biofilms known as streamers in our device. The detailed protocols for fabrication and assembly of microfluidic device are provided here along with the bacterial culture protocols. Detailed procedures for experimentation with the microfluidic device are also presented along with representative results.

Protocols for the study of biofilm formation in a microfluidic device that mimics porous media are discussed. The microfluidic device consists of an array of micro-pillars and biofilm formation by Pseudomonas fluorescens in this device is investigated.

Mikro-ayağı ile bir mikroakışkan Aygıt Biyofilm Çıtası Formasyonu Protokolü

Several bacterial species possess the ability to attach to surfaces and colonize them in the form of thin films called biofilms. Biofilms that grow in ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D culture of cells in collagen type I gels helps to stabilize cell morphology and function, which is necessary for creating microfluidic tissue models in microdevices. Translating traditional 3D culture techniques for tissue culture plates to microfluidic devices is often difficult because of the limited channel dimensions. In this method, we describe a technique for modifying native type I collagen to generate polycationic and polyanionic collagen solutions that can be used with layer-by-layer deposition to create ultrathin collagen assemblies on top of cells cultured in microfluidic devices. These thin collagen layers stabilize cell morphology and function, as shown using primary hepatocytes as an example cell, allowing for the long term culture of microtissues in microfluidic devices.

The creation of functional microtissues within microfluidic devices requires the stabilization of cell phenotypes by adapting traditional cell culture techniques to the limited spatial dimensions in microdevices. Modification of collagen allows the layer-by-layer deposition of ultrathin collagen assemblies that can stabilize primary cells, such as hepatocytes, as microfluidic tissue models.

Microtissue Sabitleme için mikroakışkan Cihazlar Katman-katman Kolajen Biriktirme

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

Perfusable Vascular Network with a Tissue Model in a Microfluidic Device

A spheroid (a multicellular aggregate) is regarded as a good model of living tissues in the human body. Despite the significant advancement in the spheroid cultures, a perfusable vascular network in the spheroids remains a critical challenge for long-term culture required to maintain and develop their functions, such as protein expressions and morphogenesis. The protocol presents a novel method to integrate a perfusable vascular network within the spheroid in a microfluidic device. To induce a perfusable vascular network in the spheroid, angiogenic sprouts connected to microchannels were guided to the spheroid by utilizing angiogenic factors from human lung fibroblasts cultured in the spheroid. The angiogenic sprouts reached the spheroid, merged with the endothelial cells co-cultured in the spheroid, and formed a continuous vascular network. The vascular network could perfuse the interior of the spheroid without any leakage. The constructed vascular network may be further used as a route for supply of nutrients and removal of waste products, mimicking blood circulation in vivo. The method provides a new platform in spheroid culture toward better recapitulation of living tissues.

The protocol describes how to engineer a perfusable vascular network in a spheroid. The spheroid's surrounding microenvironment is devised to induce angiogenesis and connect the spheroid to the microchannels in a microfluidic device. The method allows the perfusion of the spheroid, which is a long-awaited technique in three-dimensional cultures.

Perfusable vasküler ağ özellikli bir doku içinde bir mikrosıvısal aygıt

A spheroid (a multicellular aggregate) is regarded as a good model of living tissues in the human body. Despite the significant advancement in the ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause inflammation, fever, hypo- or hypertension, and, in extreme cases, can lead to tissue and organ damage that may become fatal. The amounts of endotoxin in pharmaceutical products, therefore, are strictly regulated. Among the methods available for endotoxin detection and quantification, the Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) assay is commonly used worldwide. While any pharmaceutical product can interfere with the LAL assay, nano-formulations represent a particular challenge due to their complexity. The purpose of this paper is to provide a practical guide to researchers inexperienced in estimating endotoxins in engineered nanomaterials and nanoparticle-formulated drugs. Herein, practical recommendations for performing three LAL formats including turbidity, chromogenic and gel-clot assays are discussed. These assays can be used to determine endotoxin contamination in nanotechnology-based drug products, vaccines, and adjuvants.

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Detection of endotoxins in engineered nanomaterials represents one of the grand challenges in the field of nanomedicine. Here, we present a case study that describes the framework composed of three different LAL formats to estimate potential endotoxin contamination in nanoparticles.

Nano-formülasyonları endotoksin tespiti Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) deneyleri kullanarak

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Generation of Dynamical Environmental Conditions using a High-Throughput Microfluidic Device

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and organs are either highly expensive, like robotics, or lack nanoliter volume and millisecond time accuracy in liquid manipulation. We herein present the design and fabrication of a microfluidic system, which consists of 1,500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. To demonstrate the capacities of the microfluidic device, neural stem cell (NSC) spheres are maintained in the proposed system. We observed that when the NSC sphere is exposed to CXCL in day 1 and EGF in day 2, the round-shaped conformation is well maintained. Variation in the input order of 6 drugs causes morphological changes to the NSC sphere and the expression level representative marker for NSC stemness (i.e., Hes5 and Dcx). These results indicate that dynamic and complex environmental conditions have great effects on NSC differentiation and self-renewal, and the proposed microfluidic device is a suitable platform for high throughput studies on the complex life machinery.

We present a microfluidic system for high throughput studies on complex life machinery, which consists of 1500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. The microfluidic chip allows for the analysis of the highly complex and dynamic micro-environmental conditions in vivo.

Yüksek Verimli Mikroakışkan Cihaz Kullanarak Dinamik ÇevreSel Koşulların Üretilmesi

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and ...

Formulating and Characterizing Lipid Nanoparticles for Gene Delivery using a Microfluidic Mixing Platform

Lipid-based drug carriers have been used for clinically and commercially available delivery systems due to their small size, biocompatibility, and high encapsulation efficiency. Use of lipid nanoparticles (LNPs) to encapsulate nucleic acids is advantageous to protect the RNA or DNA from degradation, while also promoting cellular uptake. LNPs often contain multiple lipid components including an ionizable lipid, helper lipid, cholesterol, and polyethylene glycol (PEG) conjugated lipid. LNPs can readily encapsulate nucleic acids due to the ionizable lipid presence, which at low pH is cationic and allows for complexation with negatively charged RNA or DNA. Here LNPs are formed by encapsulating messenger RNA (mRNA) or plasmid DNA (pDNA) using rapid mixing of the lipid components in an organic phase and the nucleic acid component in an aqueous phase. This mixing is performed using a precise microfluidic mixing platform, allowing for nanoparticle self-assembly while maintaining laminar flow. The hydrodynamic size and polydispersity are measured using dynamic light scattering (DLS). The effective surface charge on the LNP is determined by measuring the zeta potential. The encapsulation efficiency is characterized using a fluorescent dye to quantify entrapped nucleic acid. Representative results demonstrate the reproducibility of this method and the influence that different formulation and process parameters have on the developed LNPs.

Lipid nanoparticles are developed using a microfluidic mixing platform approach for mRNA and DNA encapsulation.

Mikroakışkan Karıştırma Platformu Kullanarak Gen Teslimatı için Lipid Nanopartiküllerinin Formülei ve Karakterizasyonsu

Lipid-based drug carriers have been used for clinically and commercially available delivery systems due to their small size, biocompatibility, and high ...

Preparation and Structural Evaluation of Epithelial Cell Monolayers in a Physiologically Sized Microfluidic Culture Device

In vitro microfluidic experimentation holds great potential to reveal many insights into the microphysiological phenomena occurring in conditions such as acute respiratory distress syndrome (ARDS) and ventilator-induced lung injury (VILI). However, studies in microfluidic channels with dimensions physiologically relevant to the terminal bronchioles of the human lung currently face several challenges, especially due to difficulties in establishing appropriate cell culture conditions, including media flow rates, within a given culture environment. The presented protocol describes an image-based approach to evaluate the structure of NCI-H441 human lung epithelial cells cultured in an oxygen-impermeable microfluidic channel with dimensions physiologically relevant to the terminal bronchioles of the human lung. Using phalloidin-based filamentous-actin staining, the cytoskeletal structures of the cells are revealed by confocal laser scanning microscopy, allowing for the visualization of individual as well as layered cells. Subsequent quantification determines whether the cell culture conditions being employed are producing uniform monolayers suitable for further experimentation. The protocol describes cell culture and layer evaluation methods in microfluidic channels and traditional fixed-well environments. This includes channel construction, cell culture and requisite conditions, fixation, permeabilization and staining, confocal microscopic imaging, image processing, and data analysis.

The presented protocol describes the development and use of a phalloidin-based filamentous-actin staining technique with confocal laser scanning microscopy (CLSM) to visualize adherent cell layer structure in microfluidic dynamic-culture channels and traditional fixed-well static-culture chambers. This approach aids in evaluating cell layer confluency, monolayer formation, and layer-thickness uniformity.

Fizyolojik Boyutta Bir Mikroakışkan Kültür Cihazında Epitel Hücre Tek Katmanlarının Hazırlanması ve Yapısal Değerlendirilmesi

In vitro microfluidic experimentation holds great potential to reveal many insights into the microphysiological phenomena occurring in conditions such as ...