Geri Dön

Paper based integrated microfluidic system usingelectro-osmotic pumps with liquid bridges

Kağıt tabanlı elektro osmotik pompaların sıvı köprüleri ile mikroakışkan sistemlere tümleştirilmesi

  1. Tez No: 604692
  2. Yazar: AHMET YASİN ÇELİK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞENOL MUTLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 57

Özet

Bu tezde, daha önce yapılmamış, kağıt tabanlı elektro osmotik pompaların sıvı köprüleri ile mikroakışkan sistemlere tümleştirilmesi anlatılmıştır. Sistem dizayn edilip, simülasyonlar yardımıyla en verimli hale getirilmiş, üretilmiş ve analiz edilmiştir. Optimizasyon işlemi alan içinde ilk defa COMSOL sonlu element çözüm programı ile yapılmış ve 12 kat daha iyi performans elde edilmiştir. Lazer ile kesme, silikon eritilmesi, balmumu çizimi ve lazer ile kanal açma gibi farklı üretim yöntemleri kolay, ucuz ve çevre dostu mikroakışkan çipler oluşturulmasını sağlamıştır. Saf su kullanılarak, 113 V/cm elektrik alan altında 50 $\mu$m/s elektrik osmotik akış elde edilmesi ve 70 $\mu$a elektrik akımı altında 1 L/dakika hacimsel sıvı akışı 2 mM tuzlu su ile elde edilmesi, tezin sonuçları arasında gösterilebilir. Ayrıca, sürekli kanal tümlemesi ilk defa yapılmış ve burada 50 mM tuzlu su kullanılarak, 30 nL hacimsel sıvı akışı, 82 V/cm elektrik alanı altında elde edilmiştir. Bununla birlikte farklı tuzluluk oranlarına sahip çözeltiler ile elektrik alan ve hacimsel sıvı akış deneyleri yapılmıştır. Kağıdın porlu yapısı esas alınarak, farklı por yapısındaki kağıtlar ile hidrolik direnç 57 kat artırılmıştır. Son olarak, kağıt bazlı kanal, hareket kontrolü, devam eden mikroakışkan kanal, ölçme ve karıştırma birimlerinin tümleştirilmesi gösterilmiştir. Gelecek çalışmalarda ise kontrol mekanizmasının arttırılması, pH ilişkisinin anlamlandırılması, çoklu pompa sistemlerinin anlaşılma ve uygulanması ile kağıdın ıslatılmasına ilişkin alanlarda araştırma ve deney yapılması planlanmıştır.

Özet (Çeviri)

This thesis demonstrates a novel paper based microfluidic device with electro-osmotic pumping mechanism that was designed, optimized, simulated, fabricated and analyzed. Optimization of paper based electro-osmotic pumping was demonstrated for the first time using multi-physic finite element solver COMSOL, enabling 12 times better performance. Different fabrication methodologies were implemented, such as laser cutting, silicone melting, wax printing, and laser micromachining, providing easy, cost effective, and eco-firendly microfluidic chips. Results show that a 113 V/cm electric field creates a 50 $\mu$m/s electro-osmotic velocity with purified water and a 70 $\mu$A electrical current creates 1 $\mu$L/min volumetric flow rate with 2 mM NaCl solution in paper based channel. Moreover, continuous channel of paper based electro-osmotic pumps was implemented for the first time, where a 30 nL volumetric flow rate was created by 82 a V/cm electric field using 50 mM NaCl solution. Furthermore, electric field and volumetric fluid flow tests were done with solutions od different salinity. Hydraulic resistance was increased 57 times using papers with different porous structures. Finally, integration of paper based electro-osmotic pumps were demonstrated for the first time, including the paper based channel, motion control, continuous channel, mixing and metering units. Following the concludig remarks, necessary researches and experiments in order to improve control mechanism, understanding pH relations, integration of multiple pumping and wetting systems are discussed as a future work.

Benzer Tezler

  1. Development of novel aflatoxin B1 biosensors by carbon nanotube integrated microfluidic systems

    Karbon nanotüp entegre edilmiş mikroakışkan sistemlerin kullanımıyla yeni aflatoksin B1 biyosensörlerinin geliştirilmesi

    NAGİHAN OKUTAN ARSLAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TRABZON

  2. Artificial intelligence based android assistant for colorimetric detection

    Kolorimetrik tespit için yapay zeka tabanlı android asistanı

    VAKKAS DOĞAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VOLKAN KILIÇ

    DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEN

  3. Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter

    Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi

    MERVE GÜLLE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN

  4. 3D paper based analytical microfluidic chip for earlier molecular diagnosis of cervical cancer at the point of care

    Serviks kanserinin POC erken moleküler teşhisi için 3D kağıt bazlı analitik mikroakışkan çip

    MELİKE KARAKAYA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Bilim ve Teknolojiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SALİH OKUR

  5. Entegre finansal karar destek sistemi bulunan hastane bilgi yönetim sistemlerinin hastane finans yönetimine etkisinin ölçülmesi

    Hospital information management systems with integrated financial decision support system measuring impact on hospital finance management

    OĞUZ CECE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    HastanelerSüleyman Demirel Üniversitesi

    Sağlık Kurumları Yönetimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET GENÇTÜRK