Parallelization of Curved Inertial Microfluidic Channels to Increase the Throughput of Simultaneous Microparticle Separation and Washing
Notice bibliographique
Résumé
The rising global need for clean water highlights the importance of efficient sample preparation methods to separate and wash various contaminants such as microparticles. Microfluidic methods for these purposes have emerged but they mostly deliver either separation or washing, with very low throughputs. Here, we investigate parallelization of a curved-channel particle separation and washing device in order to increase its throughput for sample preparation. A curved microchannel applies inertial forces to focus larger 10 µm microparticles at the inner wall of the channel and separate them from smaller 5 µm microparticles at the outer wall. At the same time, Dean flow recirculation is used to exchange the carrier solution of the large microparticles to a clean buffer (washing). We increased the number of curved channels in a stepwise manner from two to four to eight channels in two different arraying designs, i.e., rectangular and polar arrays. We examined efficient separation of target 10 µm particles from 5 µm particles, while transferring the larger microparticles into a clean buffer. Dean flow recirculation studies demonstrated that the rectangular arrayed device performs better, providing solution exchange efficiencies of more than 96% on average as compared to 89% for the polar array device. Our 8-curve rectangular array device provided a particle separation efficiency of 98.93 ± 0.91%, while maintaining a sample purity of 92.83 ± 1.47% at a high working flow rate of 12.8 mL/min. Moreover, the target particles were transferred into a clean buffer with a solution exchange efficiency of 96.81 ± 0.54% in our 8-curve device. Compared to the literature, our in-plane parallelization design of curved microchannels resulted in a 13-fold increase in the working flow rate of the setup while maintaining a very high performance in particle separation and washing. Our microfluidic device offers the potential to enhance the throughput and the separation and washing efficiencies in applications for biological and environmental samples.
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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 | 0,000 |
| 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 ».