3D-printed capillaric circuits for autonomous liquid delivery
Notice bibliographique
Résumé
Les dispositifs microfluidiques capillaires déplacent des liquides sans pompes, ni valves. Ils s'appuient sur les effets de tension de surface, définis par la géométrie et la chimie de surface. Cela les rend parfaitement adaptés à la miniaturisation et à l'automatisation des analyses biochimiques afin d'établir un diagnostic et dans le cadre de la recherche. Les systèmes microfluidiques capillaires sont composés d'éléments fluidiques capillaires individuels, tel que les pompes passives et les valves d'arrêts. Ces éléments sont typiquement micro-fabriqués dans des salles blanches. Cela limite l'accessibilité, augmente les coûts et ralentit le temps de prototypage. Récemment, il y a eu un afflux de l'application des technologies d'impression 3D pour la fabrication de dispositifs microfluidiques. Cependant, la résolution atteinte par la plupart des imprimantes 3D commerciales est un ordre de grandeur plus élevé que celle requise pour la fonctionnalité des valves capillaires. D'une manière similaire, la rugosité de la surface et la structure couche par couche des matériaux imprimés en 3D mettent également en doute la faisabilité de la fabrication par impression 3D de dispositifs microfluidiques capillaires fonctionnels. Dans cette thèse, nous avons développé des règles de conception analytiques et empiriques pour les dispositifs microfluidiques capillaires imprimés en 3D. L'impression 3D nous a permis d'étudier rapidement et systématiquement les paramètres de conception qui contrôlent la distribution des liquides dans les systèmes microfluidiques capillaires. Pour commencer, nous avons conçu des circuits capillaires à partir d'éléments fluidiques capillaires individuels, tel que des pompes, des valves d'arrêt et des valves de rétention. Ces éléments ont été répliqués à partir de moules imprimé en 3D. Après démonstration d'un fonctionnement fiables de ces circuits capillaires, nous avons développés des dispositifs à larges volumes afin d'automatiser un dosage immunologique en sandwich pour une détection rapide et facile des bactéries. Le dosage dans le circuit capillaire a été complété en moins de 7 minutes avec une limite de détection de 7.1×103 UFC (Unité formant colonies) /mL d'E. coli dans un échantillon d'urine synthétique. Cette valeur est bien en dessous du seuil de diagnostique utilisé traditionnellement pour les infections urinaires (105 UFC/mL).Finalement, nous avons introduit un nouveau paradigme de conception, appelé microfluidique en domino, pour une distribution de liquides simples (and scalable) et pré-programmés. Les systèmes microfluidiques en domino imprimés en 3D utilisent des conduits d'air identiques, conçus dans une couche hydrophobe venant sceller la puce microfluidique, afin de contrôler le drainage séquentiel et/ou simultané de réservoirs. Les dispositifs microfluidiques en domino sont simples à concevoir et à opérer puisqu'ils utilisent un effet domino où les réservoirs sont ouverts à l'air et capables de s'écouler seulement après que le réservoir précédent soit complètement vidé.L'impression 3D a permis des itérations rapides de conception de circuits capil- laires et de systèmes microfluidiques domino fonctionnels en seulement 10 minutes. Les règles de conception, les détails de fabrication et les applications cliniques pertinentes des dispositifs microfluidiques capillaires indiquent sans ambigüité que ces systèmes imprimés en 3D permettent la génération simple (and scalable) de distribu- tion des liquides séquentiel et simultanés. Ces dispositifs microfluidiques peuvent trouver de nombreuses applications dans des environnements cliniques et industriels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».