Integrated microfluidic systems for droplet detection and sorting

Son zamanlarda, microdamlacık temelli mikroakışkan sistemler geliştirilmiş işlem yetenekleri, ucuz olmaları, ve kısa zamanda pek çok deneyi gerçekleştirebiliyor olmaları nedeniyle ilgi odağı olmaya başladı. Damlacık temelli sistemlerin gerekliliklerinden bir tanesi de damlacıkların sistem içinde tanınmasıdır. Literatürde damlacıkların kapasitif olarak belirlenmesine ait çalışmalar olmasına rağmen, bu çalışmalar damlacığın içinde yer alan malzemeyi tanımlayabilmek için gereken hassasiyete sahip değildir. Aynı düzlemde konumlandırılan elektrotlar ile taşınabilir, ucuz, ölçeklenebilir ve oldukça hassas bir damlacık tanıma sistemi bu tezde gösterilmiştir. Tasarlanan mikroakışkan sistem damlacık oluşurken içindeki malzemenin değiştirilmesine olanak sağlamaktadır. Damlacığın içeriği değiştirilirip, kapasitif olarak damlacıktan sinyal alınmıştır. Bu sistemim çözünürlüğü 3 birim dielektrik sabiti kadardır. Ayrıca, damlacığın içindeki yüzde beşlik değişim sistem tarafından algılanabilmektedir. Damlacığın içinin tanınabiliyor olmasına ek olarak, içerisinde ilgilenenilen malzeme bulunan damlacıklar ayrıştırılarak daha fazla deneysel işlemin yapılmasına olanak sağlamaktadır. Damlacık ayrıştırma için dielektroforesis yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu tezde iki boyutlu ve üç boyutlu elektrotlar kullanılarak damlacıkların dielektroforetik olarak ayrıştırılması gösterilmiştir. Ucuz ve kolaylıkla taşınabilir tümleşik devreler damlacık içini tanıma ve damlacığı ayrıştırma işlemleri için mikroakışkan sistemlerle birleştirilmiştir. Bunun için mikro boyutta üretilen elektrotlar kullanılmıştır. Bütün sistem baskı devre kartına taşınarak, maliyet ve sinyalin gürültüye oranının düşürülmesi amaçlanmıştır. Damlacık tanıma ve ayrıştırma için kullanılan elektrotlar ve bütün tümleşik devreler baskı devre kartına taşınmıştır. Mikrokanallar sistemin yeniden kullanılmasına olanak sağlayacak şekilde elektrotların üstüne yerleştirilmiştir. Sistemin bu özelliği, aynı platform üstünde damlacıkları kullanarak çeşitli deneylerin yapılmasına olanak sağlamaktadır. Bu teknik kolayca bulunabilen ve oldukça ucuz elektronik parçaları kullanıyor olması sayesinde mikroakışkan sistemleri programlanabilir ve kolayca kullanılabilen platformlara dönüştürecektir.