Integrated microfluidic systems for droplet detection and sorting
Damlacık tanıma ve ayrıştırma için entegre mikroakışkan sistemler
- Tez No: 398816
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÇAĞLAR ELBÜKEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son zamanlarda, microdamlacık temelli mikroakışkan sistemler geliştirilmiş işlem yetenekleri, ucuz olmaları, ve kısa zamanda pek çok deneyi gerçekleştirebiliyor olmaları nedeniyle ilgi odağı olmaya başladı. Damlacık temelli sistemlerin gerekliliklerinden bir tanesi de damlacıkların sistem içinde tanınmasıdır. Literatürde damlacıkların kapasitif olarak belirlenmesine ait çalışmalar olmasına rağmen, bu çalışmalar damlacığın içinde yer alan malzemeyi tanımlayabilmek için gereken hassasiyete sahip değildir. Aynı düzlemde konumlandırılan elektrotlar ile taşınabilir, ucuz, ölçeklenebilir ve oldukça hassas bir damlacık tanıma sistemi bu tezde gösterilmiştir. Tasarlanan mikroakışkan sistem damlacık oluşurken içindeki malzemenin değiştirilmesine olanak sağlamaktadır. Damlacığın içeriği değiştirilirip, kapasitif olarak damlacıktan sinyal alınmıştır. Bu sistemim çözünürlüğü 3 birim dielektrik sabiti kadardır. Ayrıca, damlacığın içindeki yüzde beşlik değişim sistem tarafından algılanabilmektedir. Damlacığın içinin tanınabiliyor olmasına ek olarak, içerisinde ilgilenenilen malzeme bulunan damlacıklar ayrıştırılarak daha fazla deneysel işlemin yapılmasına olanak sağlamaktadır. Damlacık ayrıştırma için dielektroforesis yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu tezde iki boyutlu ve üç boyutlu elektrotlar kullanılarak damlacıkların dielektroforetik olarak ayrıştırılması gösterilmiştir. Ucuz ve kolaylıkla taşınabilir tümleşik devreler damlacık içini tanıma ve damlacığı ayrıştırma işlemleri için mikroakışkan sistemlerle birleştirilmiştir. Bunun için mikro boyutta üretilen elektrotlar kullanılmıştır. Bütün sistem baskı devre kartına taşınarak, maliyet ve sinyalin gürültüye oranının düşürülmesi amaçlanmıştır. Damlacık tanıma ve ayrıştırma için kullanılan elektrotlar ve bütün tümleşik devreler baskı devre kartına taşınmıştır. Mikrokanallar sistemin yeniden kullanılmasına olanak sağlayacak şekilde elektrotların üstüne yerleştirilmiştir. Sistemin bu özelliği, aynı platform üstünde damlacıkları kullanarak çeşitli deneylerin yapılmasına olanak sağlamaktadır. Bu teknik kolayca bulunabilen ve oldukça ucuz elektronik parçaları kullanıyor olması sayesinde mikroakışkan sistemleri programlanabilir ve kolayca kullanılabilen platformlara dönüştürecektir.
Özet (Çeviri)
Microdroplet based microfluidic systems have gained a lot of attention during the last decades due to enhanced analytical performance, low cost and high-throughput. One of the fundamental requirements of a droplet based system is detection of droplets. Capacitive sensing of droplets have been used for droplet detection, however they lack the required sensitivity for droplet content detection. Here a portable, low cost, scalable and highly sensitive droplet content detection system is demonstrated using coplanar electrodes. The designed microfluidic system enables droplet content modification on the run. While changing droplet content, i.e., dielectric content, capacitive signal amplitude is measured. The system resolves 3 unit of dielectric permittivity. 5% material change in droplet is detected. Following droplet content detection, sorting of laden droplets enables further experimentation with material of interest in the droplet. Dielectrophoresis is a commonly used method for droplet sorting. Dielectrophoretic sorting of droplets is demonstrated using two dimensional and there dimensional electrodes. Low cost and portable electronic components are integrated with microfluidic devices for droplet content detection and sorting using microfabricated electrodes. The cost and signal to noise ratio of the system are aimed to be decreased by implementing detection and sorting system on a printed circuit board. Sensing and sorting electrodes are fabricated and all of the electronic components are placed on a printed circuit board. Microchannels are reversibly placed over electrodes, therefore the platform becomes reusable. This feature of the system enables various experimentation using microdroplets on the same base platform. This approach will lead to microfluidic systems that are programmable and easy-to-use by means of off-the-shelf and low cost electronic components.
Benzer Tezler
- Development of Microwave/Droplet-Microfluidics Integrated Heating and Sensing Platforms for Biomedical and Pharmaceutical Lab-on-a-Chip Applications
Development of Microwave/Droplet-Microfluidics Integrated Heating and Sensing Platforms for Biomedical and Pharmaceutical Lab-on-a-Chip Applications
GÜRKAN YEŞİLÖZ
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiUnıversıty Of WaterlooMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAROLYN L. REN
- Test sınavlarının güvenirliğinin araştırılması ile ilgili bir çalışma
An Investigation on the reliability of multiple,choice examinations
CANDAN İĞCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. ÖZEL ERGEN
- Türkiye'de üretilen dikiş ipliklerinin incelenmesi ve konfeksiyon endüstrisinde kullanım uygunluklarının araştırılması
Başlık çevirisi yok
CUMHUR ÇAKMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. NAZMİ ERCAN
- Tümdevrelerle modem sentezi
Başlık çevirisi yok
ERDEM ÖZÜTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Çeşitli şekillerde düzenlenmiş iki silindir etrafındaki akım alanının incelenmesi
Investigation of the flow araund two circular cylinders in various arrangements
M.NEVZAT ÖZKAN