Microfluidic device with 3d electrode structure for high throughput dielectrophoretic applications
Yüksek işlem hacimli dielektroforez uygulamaları için 3-boyutlu elektrotlu mikro-akışkanlar-dinamiği cihazı
- Tez No: 363023
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Biyomühendislik, Mechanical Engineering, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikro-akışkanlar-dinamiği kimyasal ve biyolojik süreçlerin mikro/nano ölçekte kontrolü, manipülasyonu ve ölçümlerine imkan veren, mikro/nano üretim tekniklerinin mikro seviyedeki akış davranışı ile beraber kullanıldığı bir disiplindir. Biyo-parçacıkların sınıflandırılması ve ayrılması birçok tanı ve biyolojik analizlerde kullanımaktadır. Mikro ölçekteki akış karakteristiğinin uygulanması ile dielektroforez (DEP), mikro-akışkanlar-dinamiği tabanlı cihazlar için önemli avantajlar sağlamaktadır. DEP uygulamaları için düzlemsel veya 3-boyutlu (3B) asimetrik elektrotlar düzgün olmayan elektrik alan oluşturmak için kullanılabilmektedir. 3B elektrotlar kanal yüksekliği boyunca düzgün bir elektrik alan yarattılarından yüksek işlem hacmine sahip DEP uygulamaları için önemli bir anahtar çözüm oluşturmaktadır. Bütün bu avantajlara rağmen, 3B dikey elektrotların üretimi bazı çözülmesi gereken sorunları da beraberinde getirmektedir. Bu tez çalışmasında 3B elektrotların düzlemsel elektrotlara karşı avantajlarını göstermek üzere bir dizi simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Yapılan sümülasyon çalışmalarında kullanılan model ile DEP cihazının bazı tasarım parametrelerine karar verilmiştir. Cihaz üretimi için iki farklı yöntem önerilmiştir. Birinci yöntemde hem kalıp hem de elektrot yapılarının üretimi yüksek hassasiyetli işleme yöntemi ile yapılmıştır. İkinci yöntemde ise yan duvarları eğimli kalıp, yüksek hassasiyetli işleme yöntemi üretildikten sonra tel erozyon yöntemiyle üretilen gölge maske yardımıyla duvarın yan kanallarına elektrot depozit edilmiştir. Her iki yöntemin de sağlam ve tekrarlanabilirliğinin yüksek olduğu değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalarda sadece negatif-DEP tepkisi veren parçacıkların manipülasyonu gösterilmiş ve 10^5 parçacık/dak işlem hacmine ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Microfluidics is the combination of micro/nano fabrication techniques together with knowledge of fluid behavior at the microscopic level to pursue powerful techniques in controlling, manipulating and measuring chemical, physical and biological processes at micro/nano scale. Sorting and separation of bio-particles are highly considered in diagnostics and biological analyses. By implementing the characteristics of microscale flow phenomenon, dielectrophoresis (DEP) has offered unique advantages for microfluidic devices. In DEP devices asymmetric pair of planar or three dimensional (3D) electrodes could be employed to generate non-uniform electric field. In DEP applications, facing 3D sidewall electrodes is considered to be the key solution of increasing device throughput because of producing homogeneous electric fields along the height of microchannels. Despite all advantages, fabrication of 3D vertical electrodes requires considerable challenge. In this thesis, in order to highlight the advantage of 3D electrodes over planar electrodes, the simulations are performed. Based on the developed computational model, the design parameters are decided. For the fabrication of the device, two different fabrication techniques have been proposed. In the first method, both the mold and the electrodes are fabricated using high precision machining. In the second method, the mold is fabricated with tilted sidewalls using high precision machining and the electrodes are deposited on the sidewall using sputtering together with a shadow mask fabricated using wire electric discharge machining (WEDM). The both techniques are assessed as highly repeatable and robust methods. Only the manipulation of particles with negative-DEP has been demonstrated in the experiments, and the throughput values up to 10^5 particles/min have been reached in a continuous flow.
Benzer Tezler
- Microfluidic systems for incorporation of small interfering rna(sirna) in cationic liposomes and on-chip transfection ofmulticellular tumor spheroids
Küçük engelleyici rna'nın (sırna) katyonik lipozomların içine alınmasına yönelik mikroakışkan sistemler ve çok hücreli tümör sferoidlerinin on-chıp transfeksiyonu
İSMAİL EŞ
- Femtosaniye lazer ile işlenen yapıların katıhal lazerlerde uygulamaları ve üst çevrim pompalı Tm3+:KY3F10 lazerleri
Solid-state laser applications of femtosecond laser written structures and upconversion pumped Tm3+:KY3F10 lasers
YAĞIZ MOROVA
- Investigation of electro-mechanical factors effecting micro-pump characteristics for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalarda kullanılan mikropompaların karakteristiğini etkileyen elektro-mekanik faktörlerin incelenmesi
HAMİD ASADİ DERESHGİ
- Three dimensional neurovascular co-culture inside a microfluidic invasion chemotaxis chip
Mikroakışkan invazyon kemotaksis çipte üç boyutlu nörovasküler ko-kültür çalışmaları
ZEYNEL LEVENT CÜCÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Plazmonik ve opto-akışkan platformların teorik, hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
Theoretical, computational and experimental studies on plasmonic and optofluidic platforms
YAĞIZ MOROVA
