Fabricación, operación y visualización del flujo en la superficie-acústico de ondas impulsadas Microfluídica Acústica contraflujo

Uno de los retos continuos que enfrenta la comunidad de microfluidos es la necesidad de tener un mecanismo de bombeo eficiente que puede ser miniaturizado para la integración en sistemas de micro-análisis total de verdaderamente portátiles (de μTAS). Sistemas de bombeo macroscópicas estándar simplemente no pueden proporcionar la portabilidad necesaria para μTAS de, debido a la escala desfavorable de los caudales volumétricos como el tamaño del canal disminuye hacia abajo a la orden de micras o por debajo. Por el contrario, las sierras han ganado un creciente interés como mecanismos de accionamiento de fluido y aparecen como una vía prometedora para la solución de algunos de estos problemas ^1,2.

SAW se muestran para proporcionar un mecanismo muy eficiente de transporte de energía en los líquidos ^3. Cuando una sierra propaga sobre un sustrato piezoeléctrico, por ejemplo, niobato de litio (LN), la onda se irradiaron en ningún fluido a su paso en un ángulo conocido como el ángulo θ Rayleigh _R = sen722; 1 (c _f / c _s), debido a la falta de coincidencia de velocidades del sonido en el sustrato, c _s, y el c _f fluido. Esta fuga de radiación en el líquido da lugar a una onda de presión que impulsa corriente acústica en el líquido. Dependiendo de la geometría del dispositivo y la potencia aplicada al dispositivo, este mecanismo se muestra para accionar una amplia variedad de procesos en el chip, como líquido de mezcla, la clasificación de partículas, la atomización, y ^1,4 de bombeo. A pesar de la sencillez y la eficacia de la actuación de microfluidos con SAW, sólo hay un pequeño número de SAW impulsado mecanismos de bombeo de microfluidos que se ha demostrado hasta la fecha. La primera demostración fue la simple traducción de las gotitas libres colocados en la trayectoria de propagación SAW en un sustrato piezoeléctrico ^3. Este nuevo método generó mucho interés en el uso de SAW como un método de accionamiento de microfluidos, sin embargo, había todavía una necesidad de fluidos aser conducido a través de canales-una cerrados tarea más difícil. Tan et al. Demostró bombeo dentro de un microcanal que se realizó ablación con láser directamente en el sustrato piezoeléctrico. Por modificación geométrica con respecto al canal y las dimensiones IDT, que fueron capaces de demostrar los flujos tanto uniformes y de mezcla ^5. Glass et al. Demostró recientemente un método para mover los fluidos a través de microcanales y componentes de microfluidos mediante la combinación de SAW rotaciones accionados con microfluidos centrífugas, como una demostración de la verdadera miniaturización del popular concepto de Lab-on-a-CD ^6,7. Sin embargo, el único completamente cerrado SAW impulsado mecanismo que se ha demostrado de bombeo sigue siendo Cecchini et al. 'S contracorriente acústica ^{SAW-8-impulsado} por el foco de este vídeo. Se aprovecha para ello la atomización y la coalescencia de un fluido para bombear a través de un canal cerrado en la dirección opuesta a la dirección de propagación de la unaola Coustic. Este sistema puede dar lugar a los flujos sorprendentemente complejos dentro de un microcanal. Por otra parte, dependiendo de la geometría del dispositivo, se puede proporcionar una gama de esquemas de flujo, a partir de flujos laminares a regímenes más complejas caracterizadas por vórtices y dominios de acumulación de partículas. La capacidad de influir fácilmente las características de flujo dentro del dispositivo muestra oportunidades para manipulación avanzada de partículas en el chip.

En este protocolo se quiere aclarar los principales aspectos prácticos de microfluidos basados ​​en SAW: fabricación del dispositivo, la operación experimental, y la visualización de flujo. Mientras que estamos describiendo explícitamente estos procedimientos para la fabricación y el funcionamiento de los dispositivos de contraflujo acústicas impulsadas por SAW, estas secciones se pueden modificar fácilmente para su aplicación a una amplia gama de regímenes de microfluidos SAW-impulsados.