이 작품은 자연 과학 재단의 중국 국가 (51375176); 주최 (2014A030313264); 중국의 광 동 지방 자연 과학 재단 그리고 광 동성, 중국 (2014B010126003)의 프로젝트를 계획 하는 과학 및 기술.

주의: 사용 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 아세톤 가연성 이며 눈과 호흡기에 자극을 일으킬 수 있습니다. 관련 된 전압은 높은 몇 천 볼트; 따라서, 전기 스파크 실험을 실시 하는 때 예상 된다. 폭발 방지 불꽃에서 불 하 좋은 환기를 가진 방에 있는 실험 수행.
 1. 번호판 및 홀더 제작 참고:이 작품에서 전극 판 및 홀더는 공장에서 생산 라인에 의해 조작. 만 물자 및이 문서에서 모든 부품의 매개 변수는 복잡 한 프로세스로 인해 소개 될 것 이다.
1.4 m m를 사용 하 여 <ol><li>재료와 전극 판의 크기 <ol><li>Fabricate 전극 판 35 µ m의 얇은 구리 층으로 f R-4 CCL. 그림 1 전극 판의 상세한 매개 변수를 참조 하십시오.</li>
	</ol></li> <li>전극의 매개 변수 <ol><li>공장에서 전극 접시를 주문. 자세한 내용은 그림 2를 참조 하십시오.</li>
	</ol></li> <li>전극 판의 검사 <ol><li>전극 판의 준비 후 어떤 눈에 띄는 결함을 100 X 300 X 확대 및 전극 검사 전자 현미경을 사용. 그림 3에서 보는 바와 같이 전극의 표면에 작은 결함 합선, 발생할 수 있습니다 참고.</li>
		<li>검사 측정 전극 폭 및 간격 치수 정확도 요구 사항을 충족 하는지 여부를 확인 하 고.</li>
		<li>전기 단락 발생 경우 amperemeter와 플레이트 테스트.</li>
	</ol></li> <li>챔버 판의 준비 <ol><li> 그림 4와 같이 일부 실리콘 막 전극 판으로 같은 크기로 잘라. 실리콘 막 서로 다른 높이와 번호판을 챔버 수 있도록 다른 두께를 선택 하십시오.</li>
		<li> 그림 5와 같이 특별 한 펀칭 도구 챔버 구멍 펀치를 사용.</li>
	</ol></li> <li>소유자의 처리 <ol><li>공장에서 홀더를 주문. 자세한 매개 변수는 그림 6에 표시 됩니다.</li>
	</ol></li> <li>커버 플레이트의 제작 <ol><li>입구 및 출구 관을 설치 하는 드릴을 사용 하 여 커버 플레이트 위에 두 드릴 구멍 기계. 그들의 위치 및 크기에 대 한 그림 7을 참조 하십시오.</li>
	</ol></li></ol> 2. 어셈블리는 Micropump의 <ol><li>씻어 모든 접시, 홀더, 입구 및 출구 관, 그리고 실험에 사용 되는 다른 도구를 사용 하 여 아세톤. 이러한 도구와 번호판 비 커 안에 넣고을 그들을 담가 충분히 99.5% 아세톤을 부 어. 초음파 세척기 안에 비 커를 넣어. 초음파 세척기에 설정 하 고 5 분 타이머 설정</li>
	<li>에 두 개의 구멍에 입구 및 출구 스테인리스 스틸 튜브 삽입.</li>
	<li>실리콘 막 전극 판에 만들어진 챔버 접시를 놓고 커버 플레이트 커버.</li>
	<li>스택 커버 플레이트를 정렬, 챔버 판 고 전극 위에서 아래로 접시 소유자에 정렬 된 격판덮개를 삽입.
	홀더 안에 접시를 해결 하기 위해 <ol><li>사용 된 M5 볼트. 각각 그림 8 및 그림 9에서 같이 폭발 보기 및 조립된 micropump의 기본 보기를 참조 하십시오.</li>
		<li>번호판 볼트를 강화 하 여 함께 누릅니다. 
		참고: 튜브와 챔버에 구멍 작업 액체에 대 한 통로 형성할 것 이다. 탄성 챔버 플레이트 또한 밖으로 흐르는 액체를 방지 하기 위해 판 사이의 간격을 인감 수 있습니다. 각각 폭발 보기와 그림 8과 그림 9, 조립된 micropump의 기본 보기를 참조 하십시오.</li>
	</ol></li> <li>외부 직경 4 mm와 2 mm의 내부 직경 두 폴리우레탄 호스를 사용 하 여 연결 하는 입구 및 출구 스테인리스 스틸 튜브.</li>
	<li>는 amperemeter, 500 V DC 전원 소스와 micropump 시리즈에 연결합니다. 1 삽입 mA 퓨즈는 amperemeter와 micropump는 누전 하는 경우에 amperemeter를 보호 하기 위해 전원 사이.</li>
	<li>내부 아세톤의 20-30 mL로 50 mL 비 커에 입구 호스 삽입. 
	참고: 그림 10 완성 된 플랫폼을 보여 줍니다.</li>
</ol> 3. 실험 절차 <ol><li><ol><li>예비 실험 전에 작업를 사용 하 여 실린더는 micropump를 채우기 위해 아세톤을 주입. 액체 수준에 출구 호스를 도달 하면, 모든 거품 약 실에서 적용 됩니다 때까지 내부 아세톤 10 mL를 주사 계속. 
		참고: 그것은 어떤 거품 커버 플레이트 및 전극 판 투명 하지 않기 때문에 챔버 내부에 남아 있는지 확인 수 아니다. 거품을 제거 하는 데 도움이 지속적으로 아세톤을 주입 하지만 그것 없는 거품은 micropump 안에 남아는 보장할 수 없습니다. 거품 액체의 통로 차단 수 있습니다 또는 그들은 회로 짧게 하 고 전극 타오를 것 이다 micropump 내부 마이크로 폭발을 일으킬 수 있습니다. 펌프 가동에 거품의 효과 아직 완전히 분명, 하지만 그들은 원인 고장 여러 번 관찰 되었습니다.</li>
		<li>는 아세톤의 20-30 mL 비 커에 부 어 그리고 비 커 안에 입구 호스를 넣어. 아세톤 펌프에 흐름 수 및 공기 micropump 챔버로 빨려 수 있도록 액체 수준 적어도 5 mm 입구 보다 높은 인지 확인 하십시오.</li>
	</ol></li> <li>정적 압력 테스트 <ol><li>호스 수 직선과 수직 상태로 유지 되도록 작은 프레임 출구 호스를 연결. 넣어 액체 수준을 측정 하 출구 호스와 함께 통치자.</li>
		<li>전원에는 micropump 연결.</li>
		<li>스위치를 눌러 테스트를 시작 하 고 다음 초기 액체 수준 아래로 표시.</li>
		<li>액체 수준 안정 후, 기록 시간, 최종 액체 수준 및 전류.</li>
		<li>액체 수준 및 현재 모든 10을 기록 하는 micropump가 분해 될 때까지 s.</li>
	</ol></li> <li>흐름 속도 테스트 <ol><li>큰 측정 실린더를 사용 하 여 콘센트 호스에서 나오는 액체를 수집. 끝 비 커에 액체 수준으로 동일한 고도에 남아 있도록 콘센트 호스를 수정 하십시오.</li>
		<li>전원에는 micropump 연결.</li>
		<li>스위치를 눌러 테스트를 시작 하 고 다음 초기 액체 수준 아래로 표시.</li>
		<li>액체 출구 호스에서 흐름을 시작으로 기록 측정 실린더 내부 아세톤의 볼륨 마다 10 s. 실험 간다, 액체 레벨을 유지 하기 위해 비 커에 아세톤을 추가.</li>
	</ol></li> <li>신뢰성 테스트
	<li>평균 작업 시간을 사용 하 여 펌프의 신뢰성을 평가 하기 위해 <ol>. 흐름 속도 테스트 및 정적 압력 시험 펌프 분해 하기 전에 작업 시간을 기록 합니다. 실험 기간 동안 각 고장의 자세한 현상을 기록 하 고 이후에 추가 분석을 위해 전극 플레이트 표면 검사.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kazemi, P. Z., Selvaganapathy, P. R., Ching, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+micropillar+electrode+spacing+on+the+performance+of+electrohydrodynamic+micropumps.">Effect of micropillar electrode spacing on the performance of electrohydrodynamic micropumps.</a> J Electrostat. 68 (4), 376-383 (2010).</li><li>Kano, I., Nishina, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+electrode+arrangements+on+EHD+conduction+pumping.">Effect of electrode arrangements on EHD conduction pumping.</a> IEEE Trans Ind Appl. 49 (2), 679-684 (2013).</li><li>Laser, D. J., Santiago, J. 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H., Ghavifekr, H. B., Lintel, H., Brugger, J., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bi-directional+AC+electrothermal+micropump+for+on-chip+biological+applications.">Bi-directional AC electrothermal micropump for on-chip biological applications.</a> Electrophoresis. 37 (5-6), 719-726 (2016).</li><li>Pearson, M. R., Seyed-Yagoobi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Study+of+Linear+and+Radial+Two-Phase+Heat+Transport+Devices+Driven+by+Electrohydrodynamic+Conduction+Pumping.">Experimental Study of Linear and Radial Two-Phase Heat Transport Devices Driven by Electrohydrodynamic Conduction Pumping.</a> J Heat Trans-T ASME. 137 (2), 022901 (2015).</li></ol>

저자는 공개 없다.

프로토콜 내에서 중요 한 단계 중 하나는 전극 플레이트를 신중 하 게 검사 것입니다. 전극의 가장자리에 작은 털 수 단락, 고 표면 무결성 크게 펌프 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 전극 판과 홀더 청소도 매우 중요 하다. 전극 챔버 높이 이므로 1 m m 미만, 작은 먼지 입자 일 액체 흐름을 차단 하 고 단락을 일으킬 수 있습니다. 테스트 하기 전에 챔버로 아세톤을 주입 챔버 외부 거품을 제거할 수 있습니다.
micropump의 성능은 심각 하 게 챔버의 높이 의해 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 영향을 제거 하려면 탄성 챔버 접시 더 물질에 의해 교체할 수 있습니다.
기술에는 몇 가지 제한이 있습니다. 첫째, 전극 높이 FR-4 CCL에 금속 층에 의해 결정 됩니다. 그건 상대적으로 높은, 어느 정도 액체의 흐름에 영향을 미칩니다. 둘째, 챔버 접시, 실리콘 멤브레인을 사용 하 여 챔버의 접착성이 향상 됩니다. 그러나, 실리콘의 탄성 챔버 높이에서 일부 편차를 발생할 수 있습니다. 마지막으로, 전극 폭, 전극 간격 다른 기술 보다 훨씬 더 어려운 더 높은 전기 분야 힘을 달성 하 게 자체 기술에 의해 제한 됩니다.
평판과 다른 높은 정밀 제조 기술, FR-4 CCL를 사용 하 여이 전극 제조 프로세스와는 달리 비교적 간단 하 고 저렴. 다른 한편으로,이 작업에 필요한 전기 전압 훨씬 낮습니다. 피어슨과 Seyed Yagoobi13 반지 전극과 5를 요구 하는 관통된 전극 디자인 제안 했다 작동 하는 펌프에 대 한 DC 전압의 kV이이 작품에서 전원만 500 V입니다.
이 micropump는 열 파이프, 특히 모 세관 힘 외 원동력을 필요로 하 긴 열 파이프 루프를 사용할 수 있습니다. 파이프 내부에 열 하나 또는 여러 개의 전극 판 삽입 뜨거운 끝에서 찬 끝 여행 하 유 전체 냉각수에 대 한 충분 한 원동력을 제공할 수 있습니다. 비슷한 기능 또한 환상 전극 금속 기판으로 부드러운, 절연 재료에 조작에 의해 얻을 수 있습니다.

Micropumps는 대부분의 펌프 보다 훨씬 작은 규모에 액체 흐름을 구동할 수 있다. 최근 몇 년 동안, 다양 한 운전 방식 미세 시스템1,2,3,,45에 성공적으로 적용 되었습니다 했습니다. 충돌기 (EHD) 펌프는 액체, 모든 움직이는 부분 없이 간단 하 고 쉽게6를 조작 하 게에 직접 힘을 발휘 수 있습니다. 요금 종류에 따라 EHD 펌프 주입 펌프, 유도 펌프, 또는 전도 펌프로 나눌 수 있다. 유도 펌프 주입 펌프 액체 전도도 변경 하는 동안 등온 액체에 작동 하지 않습니다. 이러한 문제를 부족 하기 때문에 전도 펌프는 더 안정 되 고 넓은 응용 프로그램.
전도 펌프 액체 분자의 분리와 재결합 속도의 불일치를 기반으로 합니다. 일반적으로, 분리와 재결합 과정7,8을 다음과 같이 표현 될 수 있다: 
<img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55867/55867eq1.jpg"> 어디 재결합 속도 kr 분리 율 kd 전기 분야 힘의 함수는 상수 이다. 전기 분야 힘에는 특정 값에 도달 하면, 분리 속도 재결합 속도 초과할 것 이다. 그럼, 더 많은 무료 요금 반대 극성 및 heterocharge 레이어 폼의 두 개의 전극에 여행. 이러한 heterocharge 레이어는 펌프, 책임의 움직임 액체 분자를 앞으로 못 살게 굴지. 따라서, 순수한 몸 힘 챔버 내에 긍정적이 고 부정적인 이온9,,1011,12의 이동성의 불일치 또는 비대칭 전극을 사용 하 여 액체에서 생성 될 수 있습니다. .
이 작품 전도 펌프에 대 한 대칭 평면 전극 플레이트를 조작 하는 새로운 방법을 소개 합니다. 전극 판 f R-4 CCL에 준비 되 고 펌프 챔버 미세 하 여 준비. 제조 프로세스는 나노리 같은 다른 제조 방법 보다 더 편리 하 고 상대적으로 간단 합니다. 다른 조건 하에서 전도 micropump의 성능을 조사 하는 테스트 플랫폼 설정 됩니다. 또한, 전도 micropump의 신뢰도 또한 다른 상황에서 조사 하 고 있다.

<table width="683">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Amperemeter</td>
			<td style="width:311px;">-</td>
			<td style="width:101px;">85C1-MA</td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">DC high voltage power supply</td>
			<td style="width:311px;">NanTong Jianuo electric device company</td>
			<td style="width:101px;">GY-WY500-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Fuse</td>
			<td style="width:311px;">-</td>
			<td style="width:101px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Ultrasonic cleaner</td>
			<td style="width:311px;">Derui ultrasonic device company</td>
			<td style="width:101px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:207px;height:21px;">Soldering iron</td>
			<td style="width:311px;">-</td>
			<td style="width:101px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a performance-testing platform for a conduction micropump with an fr-4 copper-clad electrode plate

여기, 대칭 평면 전극 쌍 난 연 유리 섬유 강화 에폭시 (FR-4) 구리-입은 적 층 판 (CCL)에 준비 된 전도 micropump 조작 이다. 그것은 전도 micropump의 성능에 챔버 크기의 영향을 조사 하 고 아세톤은 작동 유체로 사용 하는 경우 전도 펌프의 신뢰성을 확인 하는 데 사용 됩니다. 테스트 플랫폼은 다른 조건 하에서 전도 micropump 성능을 평가 하기 위해 설정 됩니다. 챔버 높이 0.2 m m 일 때 펌프 압력의 피크 값을 도달 합니다.

그림 11에서 같이, 펌프 압력 및 그것의 증가 속도 전압 증가 하면 상승. 전압 500 V에 도달 하면 펌프 압력에 도달 하면 1100 실바
펌프 정 압 챔버 높이 0.2 m m 미만의 경우 증가 펌프 챔버 높이 상승 한다. 펌프 성능 챔버 높이 0.2 m m 일 때 그것의 가장 높은 지점에 도달 합니다. 그런 다음 정적 압력 챔버 높이 증가 하 고 하는 때 나타납니다. 그것은 믿고 그 0.2 m m은 챔버 높이 대 한 최고의 가치. 결과 그림 12에 표시 됩니다.
증가 함으로써 약 실 길이, 정적 압력 상승, 23 m m의 챔버 길이까지 큰 경사와 이후에 점진적 증가 나타내는 작은 사면. 펌프 압력의 변화 추세는 그림 13에 표시 됩니다.
그림 14에서처럼 정적 압력 챔버 폭 곡선 대에 약간의 감소 증가 했을 때 챔버 폭 2 m m에서 3 m m.에 이후에, 정적 압력 챔버 폭 증가 함에 따라 일정 한 수준에서 유지.
테스트 중에 micropump 10-90 분에 대 한 작업 후 자주 나눈다. 시간이 일정 금액에 대 한 작업, 후 펌프 압력 드롭 고장이 발생할 때까지 계속 합니다. 그러나, 펌프 압력의 성능은 새로운 아세톤 비 커에 추가 되 면 복원할 수 있습니다.
거품 펌프 내부에 있을 때, 펌프 압력 높은 작업 액체의 통로 거품에 의해 차단 되기 때문에 일반적으로 그것이 일어날 하지 것 이다. 접시를 충분히 청소 되지 않는 경우는 여전히 먼지나 다른 오염 의미 펌프 것입니다 쉽게 얻을 누전이 입자 전극 사이의 격차를 여행 하는 때. 때 펌프 되 면 누전 전류 매우 빠르게 상승 하 고 점화 전극.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig1.jpg"> 
그림 1: 전극 판의 크기. 전극 판, 챔버 플레이트, 그리고 커버 플레이트는 같은 크기의. 그들의 폭은 9 mm이 고 그들의 길이 40 m m. 철사를 납땜 하기 위한 구멍 직경의 1.6 m m. 순서 전극 플레이트 이러한 매개 변수를 공장에서 있고 홀더 안에 들어갈 수 있는 다는 것을 확인 후 접시 크기 확인. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig2.jpg"> 
그림 2: 전극의 크기. 전극 플레이트는 300 µ m, 200 µ m의 전극 간격, 400 µ m, 두 전극 쌍 사이의 폭 간격의 전극 폭 23 쌍의 전극, 전극 간격 600 µ m의 끝. 전극 간격 전기장 강도 결정으로 가장 중요 한 매개 변수입니다. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig3.jpg"> 
그림 3: 단락에서 전극과 피해의 표면에 작은 결함. 넝마와 표면 구 덩이 전극의 일반적인 결함. (한) 구 덩이 심각한 고장 발생. (B)에서 전극의 일부 높은 전기장 강도에서 굽기. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig4.jpg"> 
그림 4: 접시 크기 약. 너비 및 판의 길이 9mm와 40mm, 각각입니다. 접시의 두께이 테스트에서 0.3 m m 이다. 차원 정확도 이다 0.1 m m. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig5.jpg"> 
그림 5: 특별 한 구멍 펀치의 그림. 특별 한 구멍을 뚫는 도구 챔버에 구멍을 절단에 대 한 사용자 정의 됩니다. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig6.jpg"> 
그림 6: 공학 소유자의 드로잉. 위에 여는 3 m m 인 레트와 출구 스테인리스 스틸 튜브입니다. 모든 벽의 두께 2mm, 그리고 소유자의 전체 크기는 9 m m3x 37.5 x 14. 왼쪽에 2.4 m m 벽 전극 플레이트, 커버 플레이트, 그리고 챔버 플레이트의 위치입니다. 홀더 밑면 조이는 볼트에 대 한 스레드 M5 구멍이 있다. 소유자의 차원 정확도 매우 높은 되지 않습니다 0.1 m m 이다. 전극 판 안에 들어갈 수 있는 다는 것을 확인 하십시오. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig7.jpg"> 
그림 7: 커버 플레이트의 파라미터. 커버 플레이트의 소재 FR4 이기도합니다. 두 개의 스테인레스 스틸 튜브 작업 액체에 대 한 입구와 출구 통로 제공 하는 구멍에 삽입 됩니다. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig8.jpg"> 
그림 8: 폭발 보기는 micropump의. 위에서 아래로 입구 및 출구 관, 커버 플레이트, 챔버 플레이트, 전극 판 및 죔 볼트 있습니다. 튜브와 c에 구멍hamber 플레이트 작업 액체 대 액체 통로 형성 한다. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig9.jpg"> 
그림 9: 조립된 micropump의 이미지를 렌더링. 볼트 체결 후 모든 접시를 함께 누르면 그리고 챔버에 구멍 통과 하는 액체를 위한 유일한 공간입니다. 탄성 챔버 플레이트 또한 밖으로 흐르는 액체를 방지 하기 위해 판 사이의 간격을 인감 수 있습니다. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig9large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig10.jpg"> 
그림 10: 그림은 micropump의 실험 플랫폼. 아세톤을 포함 하는 병, 비 커에 의해 대체 될 수 있습니다 하지만 그것은 너무 많이 지휘에서 아세톤을 방지 하기 위해 얇은 필름으로 비 커를 커버 하는 것이 안전. 전원 공급 장치, amperemeter, 그리고 펌프는 시리즈에서 연결 된다. 콘센트 호스는 또한 유리 튜브로 교체할 수 있습니다. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig10large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig11v2.jpg"> 
그림 11: 전압 및 펌프 압력의 관계. 펌프 압력 및 그것의 증가 속도 전압을 증가 하는 때 상승 한다. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig11v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig12v2.jpg"> 
그림 12: 챔버 높이 펌프 성능 관계. 펌프 성능 먼저 증가 다음 방울 챔버 높이 0.1 m m에서 증가 0.5 m m.에 <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55867/55867fig12v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig13v2.jpg"> 
그림 13: 약 실 길이 펌프 성능 관계. 펌프 성능 길이 증가 하는 때 상승 한다.
<img alt="Figure 14" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55867/55867fig14v2.jpg"> 
그림 14: 챔버 폭과 펌프 성능 관계. 펌프 압력 동일 때 챔버 폭 증가 합니다.

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A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate

이 문서에서는 설명 프로토콜 사용 하 여 대칭 평면 전극에 난 연 유리 섬유 강화 에폭시 (FR-4) 구리-입은 적 층 판 (CCL)의 성능에 챔버 크기의 영향을 테스트 하는 전도 micropump의 제조에는 전도 micropump입니다.

FR-4 구리 입히는 전극 플레이트 전도 Micropump에 대 한 성능 테스트 플랫폼

Here, a conduction micropump with symmetric planar electrode pairs prepared on flame-retardant glass-reinforced epoxy (FR-4) copper-clad laminate (CCL) is ...

a-performance-testing-platform-for-conduction-micropump-with-an-fr-4

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

5.9K 조회수.  South China University of Technology. 이 문서에서는 설명 프로토콜 사용 하 여 대칭 평면 전극에 난 연 유리 섬유 강화 에폭시 (FR-4) 구리-입은 적 층 판 (CCL)의 성능에 챔버 크기의 영향을 테스트 하는 전도 micropump의 제조에는 전도 micropump입니다.

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Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, each offering its own advantages and shortcomings5,6. Most prominently, due to the microscale device dimensions, a high modulus is required to facilitate implantation into living tissue. Conversely, the stiffness of the device should match the surrounding tissue to minimize induced local strain7-9. Therefore, we recently developed a new class of bio-inspired materials to meet these requirements by responding to environmental stimuli with a change in mechanical properties10-14. Specifically, our poly(vinyl acetate)-based nanocomposite (PVAc-NC) displays a reduction in stiffness when exposed to water and elevated temperatures (e.g. body temperature). Unfortunately, few methods exist to quantify the stiffness of materials in vivo15, and mechanical testing outside of the physiological environment often requires large samples inappropriate for implantation. Further, stimuli-responsive materials may quickly recover their initial stiffness after explantation. Therefore, we have developed a method by which the mechanical properties of implanted microsamples can be measured ex vivo, with simulated physiological conditions maintained using moisture and temperature control13,16,17. 
To this end, a custom microtensile tester was designed to accommodate microscale samples13,17 with widely-varying Young's moduli (range of 10 MPa to 5 GPa). As our interests are in the application of PVAc-NC as a biologically-adaptable neural probe substrate, a tool capable of mechanical characterization of samples at the microscale was necessary. This tool was adapted to provide humidity and temperature control, which minimized sample drying and cooling17. As a result, the mechanical characteristics of the explanted sample closely reflect those of the sample just prior to explantation.
The overall goal of this method is to quantitatively assess the in vivo mechanical properties, specifically the Young's modulus, of stimuli-responsive, mechanically-adaptive polymer-based materials. This is accomplished by first establishing the environmental conditions that will minimize a change in sample mechanical properties after explantation without contributing to a reduction in stiffness independent of that resulting from implantation. Samples are then prepared for implantation, handling, and testing (Figure 1A). Each sample is implanted into the cerebral cortex of rats, which is represented here as an explanted rat brain, for a specified duration (Figure 1B). At this point, the sample is explanted and immediately loaded into the microtensile tester, and then subjected to tensile testing (Figure 1C). Subsequent data analysis provides insight into the mechanical behavior of these innovative materials in the environment of the cerebral cortex.

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

A method is discussed by which the in vivo mechanical behavior of stimuli-responsive materials is monitored as a function of time. Samples are tested ex vivo using a microtensile tester with environmental controls to simulate the physiological environment. This work further promotes understanding the in vivo behavior of our material.

에 대한 기계적 적응 고분자 나노 복합 재료의 환경 제어 Microtensile 테스트<em&gt; 생체</em&gt; 특성

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, ...

연구

생체공학

A Versatile Automated Platform for Micro-scale Cell Stimulation Experiments

Study of cells in culture (in vitro analysis) has provided important insight into complex biological systems. Conventional methods and equipment for in vitro analysis are well suited to study of large numbers of cells (&ge;105) in milliliter-scale volumes (&ge;0.1 ml). However, there are many instances in which it is necessary or desirable to scale down culture size to reduce consumption of the cells of interest and/or reagents required for their culture, stimulation, or processing. Unfortunately, conventional approaches do not support precise and reproducible manipulation of micro-scale cultures, and the microfluidics-based automated systems currently available are too complex and specialized for routine use by most laboratories. To address this problem, we have developed a simple and versatile technology platform for automated culture, stimulation, and recovery of small populations of cells (100 - 2,000 cells) in micro-scale volumes (1 - 20 &mu;l). The platform consists of a set of fibronectin-coated microcapillaries ("cell perfusion chambers"), within which micro-scale cultures are established, maintained, and stimulated; a digital microfluidics (DMF) device outfitted with "transfer" microcapillaries ("central hub"), which routes cells and reagents to and from the perfusion chambers; a high-precision syringe pump, which powers transport of materials between the perfusion chambers and the central hub; and an electronic interface that provides control over transport of materials, which is coordinated and automated via pre-determined scripts. As an example, we used the platform to facilitate study of transcriptional responses elicited in immune cells upon challenge with bacteria. Use of the platform enabled us to reduce consumption of cells and reagents, minimize experiment-to-experiment variability, and re-direct hands-on labor. Given the advantages that it confers, as well as its accessibility and versatility, our platform should find use in a wide variety of laboratories and applications, and prove especially useful in facilitating analysis of cells and stimuli that are available in only limited quantities.

We have developed an automated cell culture and interrogation platform for micro-scale cell stimulation experiments. The platform offers simple, versatile, and precise control in cultivating and stimulating small populations of cells, and recovering lysates for molecular analyses. The platform is well suited to studies that use precious cells and/or reagents.

마이크로 스케일 세포 자극 실험을위한 다목적 자동화 플랫폼

Study of cells in culture (in vitro analysis) has provided important insight into complex biological systems. Conventional methods and equipment for in ...

Investigating Receptor-ligand Systems of the Cellulosome with AFM-based Single-molecule Force Spectroscopy

Cellulosomes are discrete multienzyme complexes used by a subset of anaerobic bacteria and fungi to digest lignocellulosic substrates. Assembly of the enzymes onto the noncatalytic scaffold protein is directed by interactions among a family of related receptor-ligand pairs comprising interacting cohesin and dockerin modules. The extremely strong binding between cohesin and dockerin modules results in dissociation constants in the low picomolar to nanomolar range, which may hamper accurate off-rate measurements with conventional bulk methods. Single-molecule force spectroscopy (SMFS) with the atomic force microscope measures the response of individual biomolecules to force, and in contrast to other single-molecule manipulation methods (i.e.&#160;optical tweezers), is optimal for studying high-affinity receptor-ligand interactions because of its ability to probe the high-force regime (&#62;120 pN). Here we present our complete protocol for studying cellulosomal protein assemblies at the single-molecule level. Using a protein topology derived from the native cellulosome, we worked with enzyme-dockerin and carbohydrate binding module-cohesin (CBM-cohesin) fusion proteins, each with an accessible free thiol group at an engineered cysteine residue. We present our site-specific surface immobilization protocol, along with our measurement and data analysis procedure for obtaining detailed binding parameters for the high-affinity complex. We demonstrate how to quantify single subdomain unfolding forces, complex rupture forces, kinetic off-rates, and potential widths of the binding well. The successful application of these methods in characterizing the cohesin-dockerin interaction responsible for assembly of multidomain cellulolytic complexes is further described.

Cellulosomes are multienzyme complexes designed for digesting cellulose. AFM-based SMFS was used to study the mechanical properties and folding configuration of cellulosome-associated protein assemblies. We present a complete workflow for protein immobilization, data acquisition, and data analysis to study the interactions of individual receptor-ligand complexes involved in cellulosome assembly.

Cellulosomes are discrete multienzyme complexes used by a subset of anaerobic bacteria and fungi to digest lignocellulosic substrates. Assembly of the ...

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This technology has shown potential in addressing previously challenging applications; including, delivery to primary immune cells, cell reprogramming, carbon nanotube, and quantum dot delivery. This vector-free microfluidic platform relies on mechanical disruption of the cell membrane to facilitate cytosolic delivery of the target material. Herein, we describe the detailed method of use for these microfluidic devices including, device assembly, cell preparation, and system operation. This delivery approach requires a brief optimization of device type and operating conditions for previously unreported applications. The provided instructions are generalizable to most cell types and delivery materials as this system does not require specialized buffers or chemical modification/conjugation steps. This work also provides recommendations on how to improve device performance and trouble-shoot potential issues related to clogging, low delivery efficiencies, and cell viability.

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This protocol provides detailed steps on how to use the system for a broad range of applications.

강력한, 미세 유체 세포 내 전달 플랫폼으로 휴대 뒤쪽에서

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This ...

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. However, to achieve robust sample manipulation it is necessary to address device integration with the macroscale environment. To realize repeatable, sensitive particle separation with microfluidic devices, this protocol presents a complete automated and integrated microfluidic platform that enables precise processing of 0.15&#8211;1.5 ml samples using microfluidic devices. Important aspects of this system include modular device layout and robust fixtures resulting in reliable and flexible world to chip connections, and fully-automated fluid handling which accomplishes closed-loop sample collection, system cleaning and priming steps to ensure repeatable operation. Different microfluidic devices can be used interchangeably with this architecture. Here we incorporate an acoustofluidic device, detail its characterization, performance optimization, and demonstrate its use for size-separation of biological samples. By using real-time feedback during separation experiments, sample collection is optimized to conserve and concentrate sample. Although requiring the integration of multiple pieces of equipment, advantages of this architecture include the ability to process unknown samples with no additional system optimization, ease of device replacement, and precise, robust sample processing.

This protocol describes a system architecture for performing automated small volume (0.15&#8211;1.5 ml) particle separations using a microfluidic device, and discusses methods to optimize acoustofluidic device performance and operation.

미세 유체 정밀 작은 볼륨 샘플 처리를위한 플랫폼 및 음향 마이크로 디바이스로 구분 생물 입자 크기의 사용

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing

Minimization and management of membrane fouling is a formidable challenge in diverse industrial processes and other practices that utilize membrane technology. Understanding the fouling process could lead to optimization and higher efficiency of membrane based filtration. Here we show the design and fabrication of an automated three-dimensionally (3-D) printed microfluidic cross-flow filtration system that can test up to 4 membranes in parallel. The microfluidic cells were printed using multi-material photopolymer 3-D printing technology, which used a transparent hard polymer for the microfluidic cell body and incorporated a thin rubber-like polymer layer, which prevents leakages during operation. The performance of ultrafiltration (UF), and nanofiltration (NF) membranes were tested and membrane fouling could be observed with a model foulant bovine serum albumin (BSA). Feed solutions containing BSA showed flux decline of the membrane. This protocol may be extended to measure fouling or biofouling with many other organic, inorganic or microbial containing solutions. The microfluidic design is especially advantageous for testing materials that are costly or only available in small quantities, for example polysaccharides, proteins, or lipids due to the small surface area of the membrane being tested. This modular system may also be easily expanded for high throughput testing of membranes.&#160;

Design and fabrication of a three-dimensionally (3-D) printed microfluidic cross-flow filtration system is demonstrated. The system is used to test performance and observe fouling of ultrafiltration and nanofiltration (thin film composite) membranes.

한외 여과 / 나노 멤브레인 성능 테스트 용 삼차원 인쇄물 미세 유체 교차 유동 시스템

Minimization and management of membrane fouling is a formidable challenge in diverse industrial processes and other practices that utilize membrane ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to spatially fractionate the sample based on a biological property of interest. For the resultant spatial distribution to be used as the assay readout, microfluidic devices are often subjected to microscopic analysis requiring complex instrumentation with higher cost and reduced portability. To address this limitation, we have developed an integrated electronic sensing technology for multiplexed detection of particles at different locations on a microfluidic chip. Our technology, called Microfluidic CODES, combines Resistive Pulse Sensing with Code Division Multiple Access to compress 2D spatial information into a 1D electrical signal. In this paper, we present a practical demonstration of the Microfluidic CODES technology to detect and size cultured cancer cells distributed over multiple microfluidic channels. As validated by the high-speed microscopy, our technology can accurately analyze dense cell populations all electronically without the need for an external instrument. As such, the Microfluidic CODES can potentially enable low-cost integrated lab-on-a-chip devices that are well suited for the point-of-care testing of biological samples.

We demonstrate a microfluidic platform with an integrated surface electrode network that combines resistive pulse sensing (RPS) with code division multiple access (CDMA), to multiplex detection and sizing of particles in multiple microfluidic channels.

입자의 공간 추적을위한 멀티 플렉스 전자 감지와 미세 유체 플랫폼

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU can reversibly block the conduction of peripheral nerves without damaging the nerves while using an appropriate ultrasonic parameter. Temporary and partial block of the action potentials of nerves shows that HIFU has the potential to be a useful clinical treatment for pain relief. This work demonstrates the procedures for suppressing the action potentials of neuropathic nerves in diabetic rats in vivo using an HIFU transducer. The first step is to generate adult male diabetic neuropathic rats by streptozotocin (STZ) injection. The second step is to evaluate the peripheral diabetic neuropathy in STZ-induced diabetic rats by an electronic von Frey probe and a hot plate. The final step is to record in vivo extracellular action potentials of the nerve exposed to HIFU sonication. The method showed here may benefit the study of ultrasound analgesic applications.

This work presents the methodology of applying high intensity-focused ultrasound to block the action potentials of diabetic neuropathic nerves.

당뇨병 쥐 모델에서 신경 전도 대 한 초음파 도구 차단

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU ...

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

In the last decade, microfluidic techniques have been applied to study small animals, including the nematode Caenorhabditis elegans, and have proved useful as a convenient live imaging platform providing capabilities for precise control of experimental conditions in real time. In this article, we demonstrate live imaging of individual worms employing WormSpa, a previously-published custom microfluidic device. In the device, multiple worms are individually confined to separate chambers, allowing multiplexed longitudinal surveillance of various biological processes. To illustrate the capability, we performed proof-of-principle experiments in which worms were infected in the device with pathogenic bacteria, and the dynamics of expression of immune response genes and egg laying were monitored continuously in individual animals. The simple design and operation of this device make it suitable for users with no previous experience with microfluidic-based experiments. We propose that this approach will be useful for many researchers interested in longitudinal observations of biological processes under well-defined conditions.

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

In this article, we demonstrate live imaging of individual worms employing a custom microfluidic device. In the device, multiple worms are individually confined to separate chambers, allowing multiplexed longitudinal surveillance of various biological processes.

꼬마 선 충 에 경도 이미징을 위한 미세 플랫폼

In the last decade, microfluidic techniques have been applied to study small animals, including the nematode Caenorhabditis elegans, and have proved ...

An Ultrahigh-throughput Microfluidic Platform for Single-cell Genome Sequencing

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of cellular heterogeneity in biological systems. However, single-cell sequencing of large populations has been hampered by limitations in processing genomes for sequencing. In this paper, we describe a method for single-cell genome sequencing (SiC-seq) which uses droplet microfluidics to isolate, amplify, and barcode the genomes of single cells. Cell encapsulation in microgels allows the compartmentalized purification and tagmentation of DNA, while a microfluidic merger efficiently pairs each genome with a unique single-cell oligonucleotide barcode, allowing &gt;50,000 single cells to be sequenced per run. The sequencing data is demultiplexed by barcode, generating groups of reads originating from single cells. As a high-throughput and low-bias method of single-cell sequencing, SiC-seq will enable a broader range of genomic studies targeted at diverse cell populations.

Single-cell sequencing reveals genotypic heterogeneity in biological systems, but current technologies lack the throughput necessary for the deep profiling of community composition and function. Here, we describe a microfluidic workflow for sequencing &gt;50,000 single-cell genomes from diverse cell populations.

단일 셀 게놈 시퀀싱 초고 처리량 미세 플랫폼

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of ...