Bu eser akademik araştırma fonu (AcRF) Tier 1 (RG171/15), Milli Eğitim Bakanlığı, Singapur tarafından sponsor oldu.

1. mikrosıvısal kanal hazırlanması
<ol><li>Poli-dimethylsiloxane (PDMS) bir elastomer oranı 10:1 taban ile karıştırın.</li>
	<li>Bir vakum fırını karışımı degas ve üstünde belgili tanımlık tepe olumsuz sesi fotorezist desenli silikon gofret üzerine dökün.</li>
	<li>Desenli silikon gofret tekrar degas ve katılaşma için bir kuluçka 3 h için 70 ° C'de ısı.</li>
</ol>2. ayak parmak güç çeviriciler imalatı
<ol><li>Depozito 20 nm Cr ve 400 Al nm üzerinde LiNbO3 gofret; desen 20 150 µm genişliğini ve fotolitografi için plastik bir maske üzerinde 2 cm bir diyafram ile pozitif fotorezist substrat yatırma tarafından şeritler.</li>
	<li>Aseton ile sigara maruz alanı Cr-Al katmanda kaldırın.</li>
	<li>30 60 W gücü yüzey oksijen plazma (ile azot ve oksijen oranı 2:1) ile tedavi s.</li>
	<li>PDMS microchannel hizalayın ve bir kaç saniye için bir başparmak ile basarak LiNbO3 substrat bağ.</li>
	<li>Tümleşik aygıt Isıtma Odası 3 h için 60 ° C'de yerleştirin.</li>
</ol>3. çift frekanslı uyarma
<ol><li>Aynı anda iki frekans bileşeni uygulamak (f1 ve f3, temel frekans ve fabrikasyon IDT, onun üçüncü harmonik sırasıyla) onlara IDTs, çifti arasındaki faz farkı φ ile böylece üretilen testere aşağıdaki gibi ifade edilebilir. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq1.jpg"> Burada, <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq2.jpg">ve <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq3.jpg"> akustik basınç =.</li>
	<li>100 MS/s örnekleme sıklığı ArbExpress uygulama yazılımı Denklem Düzenleyicisi'ni kullanarak çift frekanslı dalga sentez ve sonra işlev üreteci testere uyarma denemede için rasgele giriş olarak üzerinden saklayın a USB tel kablo.</li>
	<li>Toplam verilmiş iktidara temel frekans gücünü farklı <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq4.jpg"> 'den %100 (tamamen temel frekansta uyarma) %0 (tamamen üçüncü harmonik, uyarma); iyi bir karşılaştırma için değiştirmek ama toplam güç de aynı olacak.</li>
	<li>Çift frekanslı uyarma 0 ° ile 360 ° faz farkı değişir.</li>
</ol>4. sayısal simülasyon
<ol><li>İncompressible laminar akış hareket düşük Reynolds ile tarif (yani, Re 0.55 =) ve Mach sayıları aşağıdaki gibi35. <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq5.jpg"> <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq6.jpg"> Burada, <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq7.jpg">= Akışkan hızı, <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq8.jpg">Dinamik Viskozite =, <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq9.jpg">Sıvı yoğunluğu =, <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq10.jpg">sıvı basıncı =, <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq11.jpg">özdeşlik matrisini = ve <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq12.jpg">bir dış kuvvet =.</li>
	<li>Üretilen Stoke sürükle kuvvet nesne üzerinde aşağıdaki36açıklanmaktadır. <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq13.jpg"> Burada, <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq14.jpg">microparticle yarıçap =, <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq15.jpg">= sıvı, hızı ve <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq16.jpg">= microparticle hızı.</li>
	<li>Microchannel xboyunca microparticle uygulanan akustik radyasyon güç türetmek-eksende (microchannel genişlik) tek bir frekansta16 izler. <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq17.jpg"> Burada, <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq18.jpg">microparticle hacmi =, <img alt="Equation 19" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq19.jpg">microparticle yoğunluğu =, <img alt="Equation 20" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq20.jpg">Orta yoğunluğu =, <img alt="Equation 21" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq21.jpg">microparticle, sıkışma kabiliyeti = ve <img alt="Equation 22" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq22.jpg">sıkışma kabiliyeti orta =.</li>
	<li>Sonuç akustik radyasyon kuvvetleri çift frekanslı uyarma aşağıdaki gibi türetilir. <img alt="Equation 23" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq23.jpg">
</li>
	<li>Kanal genişliği boyunca enine hareket hızlı (boyunca y-ekseni) akustik radyasyon kuvvetleri ve Stokes altında Newton'ın ikinci yasa ile aşağıdaki gibi yönetilir kuvvet sürükleyin. <img alt="Equation 24" src="/files/ftp_upload/58085/58085eq24.jpg">
</li>
	<li>Sıradan diferansiyel denklemler (adi diferansiyel) dördüncü sıra Runge-Kutta yöntemi bir kişisel bilgisayar kullanarak yukarıda çözmek. Saat adım ve toplam süre olarak 1 µs ve 20 s, anılan sıraya göre.</li>
</ol>5. deneysel gözlem
<ol><li>Çözüm spin konsantrasyon 5.9 x 107 4 µm ile yeşil yaklaşık 2-3 dakika için girdap tarafından 1 mL başına floresan polistren boncuk ve sonra bir ultrason sonicator 10 dakika için her test önce herhangi bir Topaklanmayı bozmaya bırakın.</li>
	<li>Karışımı 3 mL şırınga doldurun ve sonra 3-5 µL/dk akış hızında bir şırınga pompa ile sürücü.</li>
	<li>Bir işlev jeneratör güç amplifikatörü tarafından takip IDT çift frekanslı sinyal ile sürücü.</li>
	<li>40 X büyütme, hafif bir mikroskop altında aşağı akım microchannel stabilize microparticles işlevlerini izlemek ve kaydetmek görüntü ile bir dijital fotoğraf makinesi.</li>
	<li>ImageJ ve kurulan ölçeği kullanarak yakalanan dijital resimlerdeki birikmiş microparticles konumunu ölçmek ve daha sonra kantitatif ile normalleştirilmiş floresans aydınlık birikmiş microparticle konsantrasyonu belirlemek Her baskı düğüm.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Chin, C. D., Linder, V., Sia, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Commercialization+of+microfluidic+point-of-care+diagnostic+devices.">Commercialization of microfluidic point-of-care diagnostic devices.</a> Lab on a Chip. 12 (12), 2118-2134 (2012).</li><li>Figeys, D., Pinto, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lab-on-a-chip:+a+revolution+in+biological+and+medical+sciences.">Lab-on-a-chip: a revolution in biological and medical sciences.</a> Analytical Chemistry. 72 (9), 330 A-335 A (2000).</li><li>den Toonder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cells:+the+Grand+Challenge.">Circulating tumor cells: the Grand Challenge.</a> Lab on a Chip. 11 (3), 375-377 (2011).</li><li>Yu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+of+lab-on-a-chip+in+isolation,+detection+and+post-processing+of+circulating+tumour+cells.">Advances of lab-on-a-chip in isolation, detection and post-processing of circulating tumour cells.</a> Lab on a Chip. 13 (16), 3163-3182 (2013).</li><li>Jorgenson, J. W., Lukacs, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+separations+based+on+electrophoresis+and+electroosmosis.">High-resolution separations based on electrophoresis and electroosmosis.</a> Journal of Chromatography A. 218, 209-216 (1981).</li><li>Gascoyne, P. R., Vykoukal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+separation+by+dielectrophoresis.">Particle separation by dielectrophoresis.</a> Electrophoresis. 23 (13), 1973 (1973).</li><li>Xia, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+microfluidic-micromagnetic+separation+of+living+cells+in+continuous+flow.">Combined microfluidic-micromagnetic separation of living cells in continuous flow.</a> Biomedical Microdevices. 8 (4), 299-308 (2006).</li><li>Garc&#233;s-Ch&#225;vez, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extended+organization+of+colloidal+microparticles+by+surface+plasmon+polariton+excitation.">Extended organization of colloidal microparticles by surface plasmon polariton excitation.</a> Physical Review B. 73 (8), 085417 (2006).</li><li>Zhu, T., Ye, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origin+of+Knudsen+forces+on+heated+microbeams.">Origin of Knudsen forces on heated microbeams.</a> Physical Review E. 82 (3), 036308 (2010).</li><li>Ashkin, A., Dziedzic, J., Yamane, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+trapping+and+manipulation+of+single+cells+using+infrared+laser+beams.">Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams.</a> Nature. 330 (6150), 769-771 (1987).</li><li>Chiou, P. Y., Ohta, A. T., Wu, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Massively+parallel+manipulation+of+single+cells+and+microparticles+using+optical+images.">Massively parallel manipulation of single cells and microparticles using optical images.</a> Nature. 436 (7049), 370-372 (2005).</li><li>Yamada, M., Seki, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+filtration+for+on-chip+particle+concentration+and+classification+utilizing+microfluidics.">Hydrodynamic filtration for on-chip particle concentration and classification utilizing microfluidics.</a> Lab on a Chip. 5 (11), 1233-1239 (2005).</li><li>Burguillos, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microchannel+acoustophoresis+does+not+impact+survival+or+function+of+microglia,+leukocytes+or+tumor+cells.">Microchannel acoustophoresis does not impact survival or function of microglia, leukocytes or tumor cells.</a> PLoS One. 8 (5), e64233 (2013).</li><li>Lin, S. -. C. S., Mao, X., Huang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+acoustic+wave+(SAW)+acoustophoresis:+now+and+beyond.">Surface acoustic wave (SAW) acoustophoresis: now and beyond.</a> Lab on a Chip. 12 (16), 2766-2770 (2012).</li><li>Petersson, F., &#197;berg, L., Sw&#228;rd-Nilsson, A. -. M., Laurell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free+flow+acoustophoresis:+microfluidic-based+mode+of+particle+and+cell+separation.">Free flow acoustophoresis: microfluidic-based mode of particle and cell separation.</a> Analytical Chemistry. 79 (14), 5117-5123 (2007).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+manipulation+of+single+microparticles,+cells,+and+organisms+using+surface+acoustic+waves.">On-chip manipulation of single microparticles, cells, and organisms using surface acoustic waves.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (28), 11105-11109 (2012).</li><li>Friend, J., Yeo, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+acoustofluidics:+Microfluidics+driven+via+acoustics+and+ultrasonics.">Microscale acoustofluidics: Microfluidics driven via acoustics and ultrasonics.</a> Reviews of Modern Physics. 83 (2), 647 (2011).</li><li>Destgeer, G., Lee, K. H., Jung, J. H., Alazzam, A., Sung, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+separation+of+particles+in+a+PDMS+microfluidic+channel+via+travelling+surface+acoustic+waves+(TSAW).">Continuous separation of particles in a PDMS microfluidic channel via travelling surface acoustic waves (TSAW).</a> Lab on a Chip. 13 (21), 4210-4216 (2013).</li><li>Guo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+cell-cell+interactions+using+surface+acoustic+waves.">Controlling cell-cell interactions using surface acoustic waves.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (1), 43-48 (2015).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+separation+using+tilted-angle+standing+surface+acoustic+waves.">Cell separation using tilted-angle standing surface acoustic waves.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (36), 12992-12997 (2014).</li><li>Roshchupkin, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+diffraction+by+standing+surface+acoustic+waves.">X-ray diffraction by standing surface acoustic waves.</a> Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 142 (3), 432-436 (1998).</li><li>Shi, J., Mao, X., Ahmed, D., Colletti, A., Huang, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focusing+microparticles+in+a+microfluidic+channel+with+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW).">Focusing microparticles in a microfluidic channel with standing surface acoustic waves (SSAW).</a> Lab on a Chip. 8 (2), 221-223 (2008).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+acoustic+wave+microfluidics.">Surface acoustic wave microfluidics.</a> Lab on a Chip. 13 (18), 3626-3649 (2013).</li><li>King, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+acoustic+radiation+pressure+on+spheres.">On the acoustic radiation pressure on spheres.</a> Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. , 212-240 (1934).</li><li>Yosioka, K., Kawasima, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+radiation+pressure+on+a+compressible+sphere.">Acoustic radiation pressure on a compressible sphere.</a> Acta Acustica United with Acustica. 5 (3), 167-173 (1955).</li><li>Ratier, C., Hoyos, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+programming+in+step-split-flow+lateral-transport+thin+fractionation.">Acoustic programming in step-split-flow lateral-transport thin fractionation.</a> Analytical Chemistry. 82 (4), 1318-1325 (2010).</li><li>Mandralis, Z., Feke, D., Bolek, W., Burger, W., Benes, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+synchronized+ultrasonic+and+flow-field+fractionation+of+suspensions.">Enhanced synchronized ultrasonic and flow-field fractionation of suspensions.</a> Ultrasonics. 32 (2), 113-122 (1994).</li><li>Laurell, T., Petersson, F., Nilsson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chip+integrated+strategies+for+acoustic+separation+and+manipulation+of+cells+and+particles.">Chip integrated strategies for acoustic separation and manipulation of cells and particles.</a> Chemical Society Reviews. 36 (3), 492-506 (2007).</li><li>Liu, Y., Lim, K. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+separation+in+microfluidics+using+a+switching+ultrasonic+field.">Particle separation in microfluidics using a switching ultrasonic field.</a> Lab on a Chip. 11 (18), 3167-3173 (2011).</li><li>Brissaud, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+piezoceramics.">Characterization of piezoceramics.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 38 (6), 603-617 (1991).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+patterning+of+microparticles+and+cells+using+standing+surface+acoustic+waves.">Tunable patterning of microparticles and cells using standing surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 12 (14), 2491-2497 (2012).</li><li>Jo, M. C., Guldiken, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+manipulation+by+phase-shifting+of+surface+acoustic+waves.">Particle manipulation by phase-shifting of surface acoustic waves.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 207, 39-42 (2014).</li><li>Meng, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transportation+of+single+cell+and+microbubbles+by+phase-shift+introduced+to+standing+leaky+surface+acoustic+waves.">Transportation of single cell and microbubbles by phase-shift introduced to standing leaky surface acoustic waves.</a> Biomicrofluidics. 5 (4), 044104 (2011).</li><li>Sriphutkiat, Y., Zhou, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+manipulation+using+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW)+at+dual+frequency+excitation:+effect+of+power+ratio.">Particle manipulation using standing surface acoustic waves (SSAW) at dual frequency excitation: effect of power ratio.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 263, 521-529 (2017).</li><li>Batchelor, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An Introduction to Fluid Dynamics. , (2000).</li><li>Glynne-Jones, P., Hill, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustofluidics+23:+acoustic+manipulation+combined+with+other+force+fields.">Acoustofluidics 23: acoustic manipulation combined with other force fields.</a> Lab on a Chip. 13 (6), 1003-1010 (2013).</li><li>Winkler, A., Br&#252;nig, R., Faust, C., Weser, R., Schmidt, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+efficient+surface+acoustic+wave+(SAW)-based+microfluidic+actuators.">Towards efficient surface acoustic wave (SAW)-based microfluidic actuators.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 247, 259-268 (2016).</li><li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)-based+microfluidic+cytometer.">Standing surface acoustic wave (SSAW)-based microfluidic cytometer.</a> Lab on a Chip. 14, 916-923 (2014).</li><li>Devendran, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+travelling+wave+components+in+standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)+systems.">The importance of travelling wave components in standing surface acoustic wave (SSAW) systems.</a> Lab on a Chip. 16, 3756-3766 (2016).</li><li>Destgeer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Submicron+separation+of+microspheres+via+travelling+surface+acoustic+waves.">Submicron separation of microspheres via travelling surface acoustic waves.</a> Lab on a Chip. 14, 4665-4672 (2014).</li><li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standing+surface+acoustic+wave+(SSAW)+based+multichannel+cell+sorting.">Standing surface acoustic wave (SSAW) based multichannel cell sorting.</a> Lab on a Chip. 12, 4228-4231 (2012).</li><li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+enrichment+of+low-abundance+cell+samples+using+standing+surface+acoustic+waves+(SSAW).">Continuous enrichment of low-abundance cell samples using standing surface acoustic waves (SSAW).</a> Lab on a Chip. 14, 924-930 (2014).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Microchannel çift frekanslı uyarma, bir SSAW tarafından microparticle çekimde kapsamlı bu çalışmada araştırıldı ve çift frekanslı uyarma sinyalleri değişen tarafından etkili bir şekilde akort desenlendirme tekniği geliştirilmiş ve test edilmiştir. Böyle bir dalga üretimi kolayca çoğu işlev jeneratörleri tarafından gerçekleştirilen ve ayar yaklaşım çok uygundur. S12- ve S11-fabrikasyon IDTs frekans tepkiler göstermek birkaç rezonans modları34. Temel ölçüm sıklığı 6.1 MHz ve üçüncü harmonik 17,8 MHz vardır tasarlanmış bu değerler (6.2 ve 18.6 MHz)-8.34 dB vs. benzer iletim katsayıları ile yakın-9.75 dB, anılan sıraya göre. Böylece, tek IDT kullanarak çift frekanslı uyarma, bu iki bileşen, çıktı benzer bir akustik enerji bekleniyor. Böyle bir bileşen kombinasyon değil sadece f1 ve f3için sınırlı. Diğerleri, f1 ve f5ve f3 ve f5, gibi de geçerlidir. Her ne kadar piezoceramics da akustik toplu farklı harmonikler oluşturabilir, bunların aynı anda uyarma mümkün değildir. Akustik alan geçiş29 sıralama microparticle geliştirmek ama daha fazla ekipman ve yüksek denetim karmaşıklık pahasına.
Sayısı ve konumu basınç düğümlerin microchannel ve karşılık gelen microparticle konsantrasyonları uygun ve etkili bir şekilde çift frekanslı uyarma tarafından diğer parçaları değiştirmeden ayarlanmış olabilir. P1 > %90 düğümde yalnızca bir basınç temel frekans tarafından üretilen aynıdır. Ancak, çeşitli pozisyonlar ile üç basınç düğüm ve bu eşiğin altına microparticle konsantrasyonu vardır. Bu eşik tüm test parametreleri için burada, sürekli sürüş frekans, akustik güç ve microparticles çapını gibi bulunur. Deneysel sonuçlar oldukça iyi teorik tahmin ile aralarındaki ilişkileri belirlemektir. Bu önerilen strateji kullanarak, microparticles hareket saati kadar azaltılabilir ~ 2'ye katlanmış, hangi akışı sağlayarak daha yüksek öneriyor.
Faz modülasyonu çift frekans ile basınç düğümleri konumu esnek bir denetim sağlar. Diğer basınç düğümleri değişen veya akustik radyasyon kuvvetleri içeriye doğru yönünü ayarlama microparticles belirli basınç düğüm üzerinde sayısını artırmak için basit bir yol olabilir. φ ≥ 180 °, basınç düğüm microchannel dibinde kaybolur, ama bir at üstünde görünecektir. φ 360 °, basınç düğümlerin bu değişiklik yapılır =. Böylece, basınç nodal satırları sürekli iki frekans bileşenleri arasında çeşitli faz ile taşıyabilirsiniz.
Bu çalışmada, hala bazı sınırlamalar vardır. Bir testere bir kalın PDMS microchannel37yayar zaman daha fazla akustik zayıflama ve yapışkan duvar malzemesi ısıtılması tanıttı. Paraziter dalga uyarma duvardaki, böyle bir toplu akustik dalga itibaren de microchannel sıvı harekete. Biyolojik hücreleri kullanarak deneyler klinik kullanım için büyük bir ihtiyaç vardır.
Bu akustik LOC doğal olarak non-invaziv ve bu yeni uyarma strateji tenability ve birçok uygulamada büyük bir potansiyele sahip düzenleme geliştirmek. Dolaşımdaki tümör hücreleri (CTCs), yalıtma gibi biyolojik tanıları, çift frekanslı uyarma metastaz oluşumu hakkında bilgi sağlar ve daha sonra acil tedavi isteyin.

LOC teknolojisinin bir veya birkaç işlev bir mikroçip biyoloji, kimya, Biyofizik ve Biyomedikal işlemleri için entegre. LOC alt milimetre, hızlı tepki oranları, kısa tepki süresi, yüksek işlem denetimi, bir düşük güç tüketimi (daha az reaktifler atık, daha düşük maliyet ve daha az gerekli numune hacmi), yüksek işlem hacmi nedeniyle daha küçük bir ölçekte sağlar bir laboratuvar kurulumu parallelization, seri üretim ve uygun maliyetli tek kullanımlık, kimyasal, radyoaktif ve biyolojik araştırmalar yüksek bir güvenilirlik ve kompakt ve taşınabilir aygıt1,2avantajları gelecekte bir düşük maliyetli. Kesin hücre manipülasyon (yani, birikimi ve ayırma) bir LOC tabanlı analiz ve tanı3,4' te kritik olduğunu. Ancak, hassasiyet ve tekrarlanabilirlik microparticle işlemlerinde sorunlar çeşitli var. Elektro-Ozmoz5, dielectrophoresis (DEP)6, magnetophoresis7, thermophoresis8,9, bir optik yaklaşım10, gibi birçok teknik bir opto-elektronik yaklaşım11 , hidrodinamik yaklaşım12ve acoustophoresis13,14,15, geliştirdik. Çünkü teorik olarak, adl tip-in microparticles/hücre etkin bir şekilde manipüle edilebilir ve noninvazif yeterince yüksek kontrast (yoğunluk ve sıkışma kabiliyeti) karşılaştırıldığında, buna karşılık, akustik yaklaşımlar LOC uygulama için uygun çevresindeki sıvı ile. Bu nedenle, kendi muadilleri için karşılaştırıldığında, akustik yaklaşımlar doğal olarak çoğu microparticles ve onların, elektrik, optik ve manyetik özellikleri16olursa olsun biyolojik nesneler için uygundur.
Yüzey akustik dalgalar (testere) IDTs dan çoğunlukla birkaç dalga boylarında kalınlığı, piezoelektrik bir substrat ve sonra sızıntı microchannel sıvı içine Rayleigh açıyla yüzeyinde Snell Yasası17göreyaymak, 18,19,20,21,22. Onlar yüksek enerji verimliliği enerji, büyük tasarım esnekliği yüksek frekansta, iyi sistem entegrasyonu mikrosıvısal kanal ve minyatür kullanarak onların lokalizasyonu nedeniyle yüzey boyunca teknik avantajları var Mikro-elektronik-mekanik sistem (MEMS) teknolojisi ve yüksek potansiyel yığın üretim23. Bu protokol için testere bir çift aynı IDTs oluşturulan ve duran dalga veya SSAW, nerede askıya alınmış microparticles tarafından çoğunlukla uygulamalı akustik basınç düğümlerine itilir microchannel oluşturmak için ters yönde yayılır radyasyon kuvvetleri24. Böyle bir sonuç güç genliği uyarma sıklığını, microparticle boyutu ve onun akustik kontrast faktör22,25tarafından belirlenir.
Böyle acoustophoresis kolayca ayarlanabilir değildir önceden belirlenmiş manipüle desen sınırlaması vardır. Bant genişliği çok sınırlıdır bu yüzden IDTs uyarma sıklığını periyodik onların mesafe tarafından belirlenir. Ayar ve düzenleme özelliğini geliştirmek için çeşitli stratejiler geliştirilmiştir. Akustik duran dalgalar microchannel farklı bölgelerinde uygulanan ilk ve ikinci modları farklı hareket hızları nodal hatları26doğru göre daha etkili bir şekilde microparticles ayrı. Bu iki mod da microchannel bütün bölümüne uygulanan ve alternatif olarak27,28,29açık. Ancak, bunun için donatım (yani, üç işlevi jeneratörler, iki empedans Uyarlayıcıları ünite ve bir elektromanyetik röle) çok sayıda, farklı sayesinde deneysel set-up artan maliyet ve kontrol karmaşıklığı ile gereklidir temel frekans ve piezoceramic üçüncü harmonik elektrik impedances30plaka. Ayrıca, eğimli-parmak ayak parmak güç çeviriciler (SFITs) hücreleri ve eğimli parmak bir süre bir belirli rezonans20,31için heyecan verici tarafından biçimlenme microparticles ayarlamak için uygulanabilir. Ancak, daha sonra bant genişliği ters eğimli parmak sayısıyla doğru orantılı olduğunu. Birden fazla basınç nodal satır bir daha yüksek ayırma verimliliği ve duyarlılık tek nodal satır ile karşılaştırıldığında geleneksel SSAW tabanlı microparticle ayırıcısı olarak var. Alternatif olarak, basınç düğümlerin konumunu da sadece tasarım32,33iki IDTs uygulanan faz farkı ayarlayarak değiştirilebilir.
Onlar aynı zamanda, microparticles manipülasyon34için daha fazla ayar sağlayan heyecanlı böylece temel frekans ve IDTs üçüncü harmonik benzer frekans yanıt var. Bir tek frekansta geleneksel IDT uyarma ile karşılaştırıldığında çift frekanslı uyarma ve aralarındaki faz akustik baskıları ayarlamak belgili tanımlık ilâ gibi teknik benzersiz sağlar ~ 2 kat hareket zaman basınç nodal azaltılmış satır veya microchannel, çeşitli numarası ve basınç nodal hatları ve microparticle konsantrasyonları konumunu ortasına.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="689">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:257px;">poly-dimethylsiloxane</td>
			<td style="width:147px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:119px;">Sylgard 184</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">poly-dimethylsiloxane elastomer base</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">silicon wafer</td>
			<td>Bonda Technology</td>
			<td>SI8PSPD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">negative tone photoresist</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">double-side polished LiNbO3 wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td style="width:119px;">Y-128&#176;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">positive photoresist</td>
			<td>Nicolaus-Otto-Stra&#223;e</td>
			<td>AZ 9260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">oxygen plasma</td>
			<td>Harrick Plasma</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">plastic mask</td>
			<td>Infinite Graphics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microparticle manipulation by standing surface acoustic waves with dual-frequency excitations

Bir duran yüzey akustik dalga (SSAW) ayarlama yeteneğini artırmak için bir yöntem microparticles manipülasyon için bir laboratuvar-on-a-chip (LOC) sisteminde göstermektedir. Temel frekans ve çift frekanslı uyarma, ayak parmak güç çeviriciler (IDTs) bir çift olarak adlandırılır, üçüncü harmonik eşzamanlı uyarma akustik dalgalar halinde bir mikrosıvısal kanal duran yeni bir tür yaratacaktır. Güç ve çift frekanslı uyarma aşamasında farklı sinyalleri reconfigurable alan sonuçlarını microparticles için microchannel uygulanan akustik radyasyon Kuvvetleri (Örneğin, sayısı ve konumu basınç düğümlerinin ve microparticle konsantrasyonları karşılık gelen basınç düğümlerin). Bu makalede, microparticle tek bir basınç düğüme hareket saati azaltılabilir gösterilir ~ logosuna 2 kat temel frekans ~ 90 %'den büyük güç oranında. Buna ek olarak, orada üç basınç düğüm microchannel içinde daha az Eğer bu eşik. Ayrıca, temel frekans ve üçüncü harmonik sonuçlara microparticles microchannel her basınç düğümdeki yüzdesi yanı sıra Üç SSAW basınç düğüm farklı hareket oranları arasında ilk aşaması ayarlama. Deneysel gözlem ve sayısal tahminler arasında iyi bir anlaşma var. Bu roman uyarma Yöntem kolayca ve non-invaziv LOC sisteme entegre edebilirsiniz geniş bir tenability ve yalnızca birkaç değişiklik deneysel kurulur.

Akustik basınç dağılımları ve çift frekanslı uyarma (6.2 ve 18.6 MHz) adlı bir SSAW akustik radyasyon kuvvet Şekil 1' de gösterilmiştir. Burada, çift frekanslı uyarma polistren microparticles (çapı 4 µm) üzerinde bir microchannel 146 akustik bir gücü 300 µm uzunluğuna sahip oluşur mW. Sonuç akustik basınç olduğunu her zaman yalnızca bir basınç böylece düğüm P1 > %90 y mevcut olduğunda aşamasında = 150 µm. Buna ek olarak, üç basınç düğüm y mevcut = 75, 150 ve 225 P 1 µm = %90 ve y = 50, 150 ve 250 µm P 1 = %0. P1eşik = % 90'ı hemen hemen tüm test koşullarını, sabit olduğu gibi 4-10 µm microparticle çapı, 73-648 mW toplam akustik gücünü ve sürüş sıklığı 6.2-18,6 MHz bulunur.
P1 %90, 75 µm bölgesinin microparticles = < y < 255 µm ve 0 µm ≤ y ≤ 75 µm hareket orta ve düşük basınç düğüm doğru sırasıyla. Buna karşılık = P1 % 0, orta ve düşük basıncı düğümleri için 100 µm değişti için bölgeleri < y < 200 µm ve 0 µm ≤ y ≤ 100 µm, anılan sıraya göre. Daha sonra alt düğümdeki microparticle konsantrasyonları 25'den % %33,3 ve % 50 Merkez düğümlerden %33,3, P%1 90 ' % 0'a, anılan sıraya göre azalan zaman değişir (bkz. Şekil 2a). Microparticle basınç düğüm doğru hareket süresi yaklaşık 1.95 azalır s P 1 = %100 0.97 için s P 1 = %95 (bkz. Şekil 2b). Basınç düğüm ve deneysel, ölçülen P1, microparticle konsantre konumunu bağımlılığının sayısal tahmin ile iyi bir korelasyon vardır (R2 Şekil 2 c 0,85 = ve R 2 Şekil2D 0.83 =). Çok sayıda güç oranları vardı (n > 31) test ve birikmiş microparticles (% 6,8-10.6) pozisyonda varyasyonların çok daha fazla olan parçacık konsantrasyonu bağlı olabilir basınç düğümlerin (6,7-%31,4), daha küçük Aglomerasyon microparticle birikimi sırasında oluşumu.
Çift frekanslı uyarma üçüncü harmonik başlangıç aşamasında sentezlenmiş sürüş dalga formu, sonuç akustik radyasyon kuvvetleri microparticle ve basınç düğüm konumunu etkiler (bkz. Şekil 3). φ -0 ° ile 180 ° lik bir artış ile üç basınç düğümleri (y = 63,5, 150 ve 236.5 µm) yavaş yavaş aşağı doğru microchannel kayacak. P%1 85 sabit olarak, düşük basınç düğüm y bulunur = 49,5 µm, 33,5 µm, 17 µm ve 0 µm ve φ 45 °, 90 °, 135 ° ile 180 °, sırasıyla =. Akustik radyasyon f1 den zorlar ve f3 faz, φ = misiniz aşamasında iken φ , 0 ° 180 ° =. Örneğin, y = 75 µm ve φ = 0 °, 37.68 pN en fazla akustik radyasyon güçler f1 ve f3 ve-47.49 pN, anılan sıraya göre. Süre, φ = 180 °, f1 ve f3 aynı pozisyonda en fazla akustik radyasyon kuvvetlerinden are 37.68 pN ve 47.49pN, anılan sıraya göre. Tüm basınç düğümleri aşağı microchannel arasında doğrusal bir şekilde artış ile vardiya φ. Daha düşük basınç düğüm bu merkezi ve üst baskı düğümleri (yani, 63,5 0 µm için 150 110.6 µm ve φ değişikliği ile 190,1 µm için 236.5 µm 0 ° ile 180 °) daha fazla bir daha hızlı oranda geçer not edildi. 180 ° φ = 4 basınç düğümleri vardır. Bundan sonra alt sınır basınç düğümde (y = 0 µm) kaybolur ve üst sınır (y = 300 µm) aşağı doğru düşük basınç düğüm değiştirmek φ ile aynı hızda için 180 ° 0 ° kayar. φ 360 ° = basınç düğümü bitişik bir değiştirir (Örneğin, φ üst baskı düğümde = 360 ° olan φ Orta basınç düğümde aynı konuma 0 ° =). Deneysel sonuçlar sayısal tahmin, özellikle farklı aşamalarında basınç düğümde konumunu ile iyi bir anlaşma var.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58085/58085fig1.jpg"> Şekil 1. (a) deneysel kurulum ve (b) IDTs ve PDMS microchannel (300 µm ölçeğini) fotoğraf Şematik diyagramı. (c) P1 çeşitli güç oranları, çift frekanslı uyarma tarafından 300-µm mikrosıvısal Kanal 4-µm mikroküreler, basınç dalga biçimi ve (d) karşılık gelen akustik radyasyon kuvvetleri uygulanan = %100 (tamamen temel frekans), % 95, % 91, % 90, 85 % ve %0 (tamamen üçüncü harmonik) 146 toplam akustik gücü mW. Hareket microparticle başlangıçta, y = 0 µm (e) çeşitli güç oranları (88-%91) ve toplam akustik yetki (73-648 mW) ve (f) altında 4 µm çapı ile 4, 6, 8 ve 10 µm 73 Toplam akustik gücü çeşitli çaplarda mW. Bu rakam Sriphutkiat, Y., ve arkdeğiştirildi. 34. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58085/58085fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58085/58085fig2.jpg"> Şekil 2. (a) Microparticle pozisyon ve konsantrasyon, (b) hareket microparticles başlangıçta at y0 = 0 mikron ve çift frekanslı uyarma 146 akustik toplam gücünü kullanarak microparticle birikimi zaman mW çeşitli güç oranları ile. Simülasyon ve basınç düğümünün deneysel sonuçlar (ortalama standart sapma) (c) pozisyon karşılaştırılması (R2 0.85, n = = 37) ve (d) microparticle konsantrasyonu (R2 microchannel her basınç düğümdeki 0.83, n = = 31), P1çeşitli güç oranları. Bu rakam üzerinden değiştirildi Sriphutkiat, Y., ve ark. 34. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58085/58085fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58085/58085fig3.jpg"> Şekil 3. (a) (b) dağılımı sonuç akustik radyasyon kuvvetleri 300-µm microchannel genelinde çeşitli ilk faz 0 ° ile 180° % 85 güç oranında çift frekanslı uyarma, sentezlenmiş dalga. (C) simülasyon ve (e) deneyinde (ortalama ± standart sapma) basınç düğüm konumunu ve microparticles (d) her basınç düğümdeki birikmiş yüzdesi çift frekanslı uyarma, Ø, ilk aşamada etkileri simülasyon ve (f) deneme. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58085/58085fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Microparticle Manipulation by Standing Surface Acoustic Waves with Dual-frequency Excitations at JoVE.com

Microparticle Manipulation by Standing Surface Acoustic Waves with Dual-frequency Excitations

Microparticles bir çift frekanslı uyarma ile bir mikrosıvısal kanal değiştirmek için bir iletişim kuralı sunulur.

Çift frekanslı uyarilmalar ile yüzey akustik dalgalar ayakta tarafından Microparticle manipülasyon

We demonstrate a method for increasing the tuning ability of a standing surface acoustic wave (SSAW) for microparticles manipulation in a lab-on-a-chip ...

microparticle-manipulation-standing-surface-acoustic-waves-with-dual

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Engineering

Unit 1

Application of Newton's Laws of Motion

SCIENTISTS IN ACTION

6.9K Görüntüleme.  Nanyang Technological University. Microparticles bir çift frekanslı uyarma ile bir mikrosıvısal kanal değiştirmek için bir iletişim kuralı sunulur.

Video: Microparticle Manipulation by Standing Surface Acoustic Waves with Dual-frequency Excitations

Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

High-intensity focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors, lipid-coated perfluorocarbon droplets have been developed which can be vaporized by HIFU. The vasculature in many tumors is abnormally leaky due to their rapid growth, and nanoparticles are able to penetrate the fenestrations and passively accumulate within tumors. Thus, controlling the size of the droplets can result in better accumulation within tumors. In this report, the preparation of stable droplets in a phase-shift nanoemulsion (PSNE) with a narrow size distribution is described. PSNE were synthesized by sonicating a lipid solution in the presence of liquid perfluorocarbon. A narrow size distribution was obtained by extruding the PSNE multiple times using filters with pore sizes of 100 or 200 nm. The size distribution was measured over a 7-day period using dynamic light scattering. Polyacrylamide hydrogels containing PSNE were prepared for in vitro experiments. PSNE droplets in the hydrogels were vaporized with ultrasound and the resulting bubbles enhanced localized heating. Vaporized PSNE enables more rapid heating and also reduces the ultrasound intensity needed for thermal ablation. Thus, PSNE is expected to enhance thermal ablation in tumors, potentially improving therapeutic outcomes of HIFU-mediated thermal ablation treatments.

Phase-shift nanoemulsions (PSNE) can be vaporized using high intensity focused ultrasound to enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors. In this report, the preparation of stable PSNE with a narrow size distribution is described. Furthermore, the impact of vaporized PSNE on ultrasound-mediated ablation is demonstrated in tissue-mimicking phantoms.

Akustik Damlacık buharlaşması ve Bubble-gelişmiş Ultrason aracılı Ablasyon için dar Boyut Dağılımları ile Faz-shift Nanoemulsions sentezi

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

Mühendislik

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. From the measured surface, 3D topographic maps can be subsequently analyzed using a variety of software packages to extract the information that is needed.
In this article we describe how white light interferometry, and optical profilometry (OP) in general, combined with generic surface analysis software, can be used for materials science and engineering tasks. In this article, a number of applications of white light interferometry for investigation of surface modifications in mass spectrometry, and wear phenomena in tribology and lubrication are demonstrated. We characterize the products of the interaction of semiconductors and metals with energetic ions (sputtering), and laser irradiation (ablation), as well as ex situ measurements of wear of tribological test specimens.
Specifically, we will discuss:
<ol class="lroman">
	<li>Aspects of traditional ion sputtering-based mass spectrometry such as sputtering rates/yields measurements on Si and Cu and subsequent time-to-depth conversion.</li>
	<li>Results of quantitative characterization of the interaction of femtosecond laser irradiation with a semiconductor surface. These results are important for applications such as ablation mass spectrometry, where the quantities of evaporated material can be studied and controlled via pulse duration and energy per pulse. Thus, by determining the crater geometry one can define depth and lateral resolution versus experimental setup conditions.</li>
	<li>Measurements of surface roughness parameters in two dimensions, and quantitative measurements of the surface wear that occur as a result of friction and wear tests.</li>
</ol>
Some inherent drawbacks, possible artifacts, and uncertainty assessments of the white light interferometry approach will be discussed and explained.

White light microscope interferometry is an optical, noncontact and quick method for measuring the topography of surfaces. It is shown how the method can be applied toward mechanical wear analysis, where wear scars on tribological test samples are analyzed; and in materials science to determine ion beam sputtering or laser ablation volumes and depths.

İyon Püskürtme Uygulamaları, Lazer Ablasyon ve Triboloji Deneyler: Beyaz Işık Interferometre ile yüzey modifikasyonları Karakterizasyonu

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we present the fabrication protocol for a multilayered SAW acoustic counterflow device. The device is fabricated starting from a lithium niobate (LN) substrate onto which two interdigital transducers (IDTs) and appropriate markers are patterned. A polydimethylsiloxane (PDMS) channel cast on an SU8 master mold is finally bonded on the patterned substrate. Following the fabrication procedure, we show the techniques that allow the characterization and operation of the acoustic counterflow device in order to pump fluids through the PDMS channel grid. We finally present the procedure to visualize liquid flow in the channels. The protocol is used to show on-chip fluid pumping under different flow regimes such as laminar flow and more complicated dynamics characterized by vortices and particle accumulation domains.

In this video we first describe fabrication and operation procedures of a surface acoustic wave (SAW) acoustic counterflow device. We then demonstrate an experimental setup that allows for both qualitative flow visualization and quantitative analysis of complex flows within the SAW pumping device.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

Sıvı Ortamda Darbeli UV Lazer Radyasyonla Silikon Yüzey Islanabilirliği Seçici Alan Değişikliği

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the degradation of device performance. In order to evaluate such degradations using computer simulations, full matrix material properties at elevated temperatures are needed as inputs. It is extremely difficult to measure such data for ferroelectric materials due to their strong anisotropic nature and property variation among samples of different geometries. Because the degree of depolarization is boundary condition dependent, data obtained by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) impedance resonance technique, which requires several samples with drastically different geometries, usually lack self-consistency. The resonant ultrasound spectroscopy (RUS) technique allows the full set material constants to be measured using only one sample, which can eliminate errors caused by sample to sample variation. A detailed RUS procedure is demonstrated here using a lead zirconate titanate (PZT-4) piezoceramic sample. In the example, the complete set of material constants was measured from room temperature to 120 &#176;C. Measured free dielectric constants <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/53461/image001.jpg" /> and&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/53461/image002.jpg" /> were compared with calculated ones based on the measured full set data, and piezoelectric constants d15 and d33 were also calculated using different formulas. Excellent agreement was found in the entire range of temperatures, which confirmed the self-consistency of the data set obtained by the RUS.

This protocol describes the procedure of measuring the temperature dependence of the full set material constants of piezoelectric materials using resonant ultrasound spectroscopy (RUS).

Tam Set Malzeme sabitleri Karakterizasyonu ve rezonans Ultrason Spektroskopisi kullanarak Piezoelektrik Malzemelerin Onların Sıcaklık Bağımlılığı

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution for future high-speed reentry missions. But despite the advancements made since Apollo, heat flux prediction remains an imperfect science and engineers resort to safety factors to determine the TPS thickness. This goes at the expense of embarked payload, hampering, for example, sample return missions. 
Ground testing in plasma wind-tunnels is currently the only affordable possibility for both material qualification and validation of material response codes. The subsonic 1.2MW Inductively Coupled Plasmatron facility at the von Karman Institute for Fluid Dynamics is able to reproduce a wide range of reentry environments. This protocol describes a procedure for the study of the gas/surface interaction on ablative materials in high enthalpy flows and presents sample results of a non-pyrolyzing, ablating carbon fiber precursor. With this publication, the authors envisage the definition of a standard procedure, facilitating comparison with other laboratories and contributing to ongoing efforts to improve heat shield reliability and reduce design uncertainties.
The described core techniques are non-intrusive methods to track the material recession with a high-speed camera along with the chemistry in the reactive boundary layer, probed by emission spectroscopy. Although optical emission spectroscopy is limited to line-of-sight measurements and is further constrained to electronically excited atoms and molecules, its simplicity and broad applicability still make it the technique of choice for analysis of the reactive boundary layer. Recession of the ablating sample further requires that the distance of the measurement location with respect to the surface is known at all times during the experiment. Calibration of the optical system of the applied three spectrometers allowed quantitative comparison. At the fiber scale, results from a post-test microscopy analysis are presented.

Development of new ablative materials and their numerical modeling requires extensive experimental investigation. This protocol describes procedures for material response characterization in plasma flows with the core techniques being non-intrusive methods to track the material recession along with the chemistry in the reactive boundary layer by emission spectroscopy.

Plazmatronun ablatif Malzeme Test sırasında Emisyon Spektroskopik Sınır Tabaka İncelenmesi

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

Fabrikasyon ve Acoustofluidic Cihazlarının Çalışma Parçacıkların yoğunlaşırken Sheathless için Toplu Akustik Daimi Dalgalar desteklenmesi

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building blocks in a bottom-up approach is still open. The scanning probe microscope (SPM) could be a tool of choice; however, SPM-based manipulation was until recently limited to two dimensions (2D). Binding the SPM tip to a molecule at a well-defined position opens an opportunity of controlled manipulation in 3D space. Unfortunately, 3D manipulation is largely incompatible with the typical 2D-paradigm of viewing and generating SPM data on a computer. For intuitive and efficient manipulation we therefore couple a low-temperature non-contact atomic force/scanning tunneling microscope (LT NC-AFM/STM) to a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles. This setup permits &#34;hand controlled manipulation&#34; (HCM), in which the SPM tip is moved according to the motion of the experimenter&#39;s hand, while the tip trajectories as well as the response of the SPM junction are visualized in 3D. HCM paves the way to the development of complex manipulation protocols, potentially leading to a better fundamental understanding of nanoscale interactions acting between molecules on surfaces. Here we describe the setup and the steps needed to achieve successful hand-controlled molecular manipulation within the virtual reality environment.

We demonstrate the precise manipulation of individual organic molecules on a metal surface with the tip of a scanning probe microscope driven in 3D by the experimenter's hand using a motion capture system and fully immersive virtual reality goggles.

El 3D Sanal Gerçeklik Arayüzü ile bir Tarama Prob Mikroskobu üzerinden Tek Moleküllerin Manipülasyon Kontrollü

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual vortices is necessary in order to study how vortices interact with each other, with the lattice, and with other magnetic objects. Here, we present a protocol for vortex manipulation in thin superconducting films by local contact, without applying current or magnetic field. Vortices are imaged using a scanning superconducting quantum interference device (SQUID), and vertical stress is applied to the sample by pushing the tip of a silicon chip into the sample, using a piezoelectric element. Vortices are moved by tapping the sample or sweeping it with the silicon tip. Our method allows for effective manipulation of individual vortices, without damaging the film or affecting its topography. We demonstrate how vortices were relocated to distances of up to 0.8 mm. The vortices remained stable at their new location up to five days. With this method, we can control vortices and move them to form complex configurations. This technique for vortex manipulation could also be implemented in applications such as vortex based logic devices.

We present a protocol for manipulation of individual vortices in thin superconducting films, using local mechanical contact. The method does not include applying current, magnetic field or additional fabrication steps.

Yerel İletişim tarafından Vortex Manipülasyon KALAMAR Çalışması taranması

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation displays and solid-state lighting technologies. The brightness and efficiency of blue QDs-based light-emitting diodes (LEDs) remain inferior to their red and green counterparts, due to the inherently unfavorable energy levels of different colors of light. To solve these problems, a device structure should be designed to balance the injection holes and electrons into the emissive QD layer. Herein, through a simple autoxidation strategy, pure blue QD-LEDs which are highly bright and efficient are demonstrated, with a structure of ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/QDs/Al:Al2O3. The autoxidized Al:Al2O3 cathode can effectively balance the injected charges and enhance radiative recombination without introducing an additional electron transport layer (ETL). As a result, high color-saturated blue QD-LEDs are achieved with a maximum luminance over 13,000 cd m-2, and a maximum current efficiency of 1.15 cd A-1. The easily controlled autoxidation procedure paves the way for achieving high-performance blue QD-LEDs.

A protocol is presented for fabricating high-performance, pure blue ZnCdS/ZnS-based quantum dots light-emitting diodes by employing an autoxidized aluminum cathode.

Gelişmiş elektron enjeksiyon ve Exciton hapsi için kısmen oksitlenmiş alüminyum katot tanıtımı tarafından saf mavi kuantum nokta ışık - yayan diyotlar

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...