Numerical and experimental analysis of a hybrid material acoustophoretic device for manipulation of microparticles
Notice bibliographique
Résumé
Acoustophoretic microfluidic devices have been developed for accurate, label-free, contactless, and non-invasive manipulation of bioparticles in different biofluids. However, their widespread application is limited due to the need for the use of high quality microchannels made of materials with high specific acoustic impedances relative to the fluid (e.g., silicon or glass with small damping coefficient), manufactured by complex and expensive microfabrication processes. Soft polymers with a lower fabrication cost have been introduced to address the challenges of silicon- or glass-based acoustophoretic microfluidic systems. However, due to their small acoustic impedance, their efficacy for particle manipulation is shown to be limited. Here, we developed a new acoustophoretic microfluid system fabricated by a hybrid sound-hard (aluminum) and sound-soft (polydimethylsiloxane polymer) material. The performance of this hybrid device for manipulation of bead particles and cells was compared to the acoustophoretic devices made of acoustically hard materials. The results show that particles and cells in the hybrid material microchannel travel to a nodal plane with a much smaller energy density than conventional acoustic-hard devices but greater than polymeric microfluidic chips. Against conventional acoustic-hard chips, the nodal line in the hybrid microchannel could be easily tuned to be placed in an off-center position by changing the frequency, effective for particle separation from a host fluid in parallel flow stream models. It is also shown that the hybrid acoustophoretic device deals with smaller temperature rise which is safer for the actuation of bioparticles. This new device eliminates the limitations of each sound-soft and sound-hard materials in terms of cost, adjusting the position of nodal plane, temperature rise, fragility, production cost and disposability, making it desirable for developing the next generation of economically viable acoustophoretic products for ultrasound particle manipulation in bioengineering applications.
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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)
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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 ».