Paper based integrated microfluidic system usingelectro-osmotic pumps with liquid bridges
Kağıt tabanlı elektro osmotik pompaların sıvı köprüleri ile mikroakışkan sistemlere tümleştirilmesi
- Tez No: 604692
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞENOL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Artificial intelligence based android assistant for colorimetric detection
Kolorimetrik tespit için yapay zeka tabanlı android asistanı
VAKKAS DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN KILIÇ
DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEN
- Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter
Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi
MERVE GÜLLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
- 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
2016
Bilim ve Teknolojiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH OKUR
- 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
2023
HastanelerSüleyman Demirel ÜniversitesiSağlık Kurumları Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GENÇTÜRK