Realization of microfluidic devices with steel displacement amplifiers for cell culturing and analysis
Hücre kültürleme ve analizi için çelik yer değiştirme yükselteçli mikroakışkan cihazların gerçekleştirilmesi
- Tez No: 409246
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞENOL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Bu tezde hücre kültürleme ve analiz uygulamaları için kuvvet uygulayarak hareket ettirilebilen basit tuzak mekanizmalı mikroakışkan cihazlar tasarlanmıştır ve bu cihazların analiz ve üretimi yapılmıştır. Mikroakışkan kanallar içinde basit tuzak mekanizması olarak kullanılması amacı ile çelik yerdeğiştirme yükselteçleri tasarlanmış, analitik olarak değerlendirilmiş ve benzetimleri yapılmıştır. Ayrıca cihazın tanımlanması ve karakterizasyonunun yapılması amacı ile hidrodinamik direnç modellemesi ve akış benzetimi sonuçları tartışılmıştır. Cihazın gerçekleştirilmesi için 50 μm kalınlığında çelik ince filmler, 1 mm kalınlığında PMMA levhalar ve 125 μm kalınlığında PEN filmler kullanılmıştır. Fabrikasyonda kullanılan fotolitografi, elektrokimyasal aşındırma, kimyasal aşındırma, sıcak gofraj, termo-kompresyon birleştirme ve lazer mikroimalat yöntemleri gösterilmiştir. Elektrokimyasal aşındırma süreci karakterize edilmiştir. Çelik yerdeğiştirme yükseltecinin farklı yükler altında yapılmış olan yerdeğiştirme ölçümlerinin sonuçları sunulmuştur. Farklı ısıl genleşme katsayıları nedeni ile PMMA ve çeliğin sıcak gofrajı sırasında karşılaşılan problemler tartışılmıştır. Bu sorunun ısıl genleşme katsayısı çelik ile neredeyse aynı olan PEN substratlar kullanılarak aşılabileceği gösterilmiştir. Sonuç olarak üretilen cihazların son sürümü sunulmuştur. Buna ek olarak mikroakışkan kanal içine gömülmüş çelik yükseltecin hareket ettirilebilmesi için gereken çalışmalar ileride yapılmak üzere tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, microfluidic devices with simple trapping mechanism which can be actuated by applying force to use them for cell culturing and analysis applications are designed, analyzed and fabricated. Steel displacement amplifiers are designed, analytically evaluated and simulated to use them as trapping mechanism in microfluidic channels. In addition, analytical model of the hydrodynamic resistance of device and the results of the flow simulations are discussed in order to describe and characterize the device. 50 μm-thick steel thin films, 1 mm-thick Poly methyl methacrylate (PMMA) plates, and 125 μm-thick Polyethylene naphthalate (PEN) films are used to realize the device. Fabrication methods, which are photolitography, electrochemical etching, wet etching, hot embossing, thermo-compression bonding and laser micromachining are illustrated. Electrochemical etching process is characterized. Results of displacement measurements of the steel displacement amplifier under different loads is presented . Coefficient of thermal expansion (CTE) difference problem that is encountered during hot embossing process of steel and PMMA is discussed. It is shown that using PEN substrates which have almost same CTE as the steel thin films solve the CTE mismatch issue. In conclusion, the final version of the fabricated device is presented. Moreover, necessary studies in order to actuate steel displacement amplifier embedded in microfluidic channel are discussed as a future work.
Benzer Tezler
- Realization and modeling of water-gated field effect transistors (WG-FET) using 16-nm-thick single crystalline silicon film and their circuit applications
16 nm kalınlığında tek kristalli silisyum film kullanan su-kapılı alan etkili tranzistörlerin gerçeklenmesi modellenmesi ve devre uygulamaları
BEDRİ GÜRKAN SÖNMEZ
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENOL MUTLU
- Numerical and experimental investigaton of ultrasonic embossing technique for fabrication of thermoplastic microfluidic devices
Termoplastik mikroakışkan cihazların üretimi için ultrasonik baskı tekniğinin numerik ve deneysel olarak incelenmesi
FERAH ÇOĞUN
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ SAHİR ARIKAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ENDER YILDIRIM
- Fundamentals of molecular communication over microfluidic channels
Başlık çevirisi yok
AHMET OZAN BİÇEN
Doktora
İngilizce
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGeorgia Institute of TechnologyPROF. IAN F. AKYILDIZ
- Preparation and characterization of boron nitrate reinforced polymeric hydrogel nanobiocomposites using microfluidics
Mıkroakışkan sistem kullanılarak bor nitrat takviyeli polimerik hidrojel nanobiyokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
BURAK ERAYHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikGebze Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN EKSİK
- Microfluidic system development for detection of single-cell mechanical properties
Tek hücrelerin mekanik özelliklerinin tespiti için mikroakışkan sistem geliştirilmesi
GİZEM AYDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ÜVET
PROF. DR. ALİ KOŞAR