Bubble pump: scalable strategy for in-plane liquid routing
Notice bibliographique
Résumé
We present an on-chip liquid routing technique intended for application in well-based microfluidic systems that require long-term active pumping at low to medium flowrates. Our technique requires only one fluidic feature layer, one pneumatic control line and does not rely on flexible membranes and mechanical or moving parts. The presented bubble pump is therefore compatible with both elastomeric and rigid substrate materials and the associated scalable manufacturing processes. Directed liquid flow was achieved in a microchannel by an in-series configuration of two previously described "bubble gates", i.e., by gas-bubble enabled miniature gate valves. Only one time-dependent pressure signal is required and initiates at the upstream (active) bubble gate a reciprocating bubble motion. Applied at the downstream (passive) gate a time-constant gas pressure level is applied. In its rest state, the passive gate remains closed and only temporarily opens while the liquid pressure rises due to the active gate's reciprocating bubble motion. We have designed, fabricated and consistently operated our bubble pump with a variety of working liquids for >72 hours. Flow rates of 0-5.5 μl min(-1), were obtained and depended on the selected geometric dimensions, working fluids and actuation frequencies. The maximum operational pressure was 2.9 kPa-9.1 kPa and depended on the interfacial tension of the working fluids. Attainable flow rates compared favorably with those of available micropumps. We achieved flow rate enhancements of 30-100% by operating two bubble pumps in tandem and demonstrated scalability of the concept in a multi-well format with 12 individually and uniformly perfused microchannels (variation in flow rate <7%). We envision the demonstrated concept to allow for the consistent on-chip delivery of a wide range of different liquids that may even include highly reactive or moisture sensitive solutions. The presented bubble pump may provide active flow control for analytical and point-of-care diagnostic devices, as well as for microfluidic cells culture and organ-on-chip platforms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».