Microfabrication Process Development for a Polymer-Based Lab-on-Chip Concept Applied in Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroelectrochemistry
Notice bibliographique
Résumé
Micro electro-mechanical systems (MEMS) combining sensing and microfluidics functionalities, as are common in Lab-on-Chip (LoC) devices, are increasingly based on polymers. Benefits of polymers include tunable material properties, the possibility of surface functionalization, compatibility with many micro and nano patterning techniques, and optical transparency. Often, additional materials, such as metals, ceramics, or silicon, are needed for functional or auxiliary purposes, e.g., as electrodes. Hybrid patterning and integration of material composites require an increasing range of fabrication approaches, which must often be newly developed or at least adapted and optimized. Here, a microfabrication process concept is developed that allows one to implement attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and electrochemistry on an LoC device. It is designed to spatially resolve chemical sensitivity and selectivity, which are instrumental for the detection of chemical distributions, e.g., during on-flow chemical and biological reaction chemistry. The processing sequence involves (i) direct-write and soft-contact UV lithography in SUEX dry resist and replication in polydimethylsiloxane (PDMS) elastomers as the fluidic structure; (ii) surface functionalization of PDMS with oxygen plasma, 3-aminopropyl-triethoxysilane (APTES), and a UV-curable glue (NOA 73) for bonding the fluidic structure to the substrate; (iii) double-sided patterning of silicon nitride-coated silicon wafers serving as the ATR-FTIR-active internal reflection element (IRE) on one side and the electrode-covered substrate for microfluidics on the back side with lift-off and sputter-based patterning of gold electrodes; and (iv) a custom-designed active vacuum positioning and alignment setup. Fluidic channels of 100 μm height and 600 μm width in 5 mm thick PDMS were fabricated on 2” and 4” demonstrators. Electrochemistry on-chip functionality was demonstrated by cyclic voltammetry (CV) of redox reactions involving iron cyanides in different oxidation states. Further, ATR-FTIR measurements of laminar co-flows of H2O and D2O demonstrated the chemical mapping capabilities of the modular fabrication concept of the LoC devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 | 0,001 |
| 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 ».