Polisitren parçacıkların 3 boyutlu elektrotlar kullanılarak dielektroforez yöntemiyle yönlendirilmesi

Abstract

Dielektroforez eş dağılımsız eektrik alan altında yalıtan bir parçacık üstüne etkiyen kuvvetleriaçıklayan olgudur. Eş dağılımsız elektrik alan yalıtkan parçacığı uyararak kutuplaşmasını sağlar veoluşan yük durumuna göre hareket tmesini sağlar. DEP kuvveti oluşması için parçacığın iletkenolması değil kutuplanabilir olması gereklidir. Oluşan kuvvetin büyüklüğü yalıtkan ortamın veparçacığın elektriksel özelliklerine, parçacık şekli ve büyüklüğüne, elektrik alanın frekansınabağlıdır. Uygun koşullar altında biyoparçacıklar mikrosistemler içinde dielektroforez ileyönlendirilebilirler. Alternatif akım dielktroforez ile deiyonize su içerisinde askıya alınmış 9.8 μm boyuttaki polisitren parçacıklarının yönelimini sağlayan polidimetilsiloksan mikro kanal ve CNTkatkılı iletken kompozit elektrotlardan oluşan bir mikro akışkan çip standard litografi ve mikrofabrikasyon yöntemleri kullanılarak üretildi. Üretilen çipe parçacık süspansiyonu ve DI supompalanarak elektrod terminallerine 5 MHz ve 100KHz frekansta alternatif akım uygulandı.Mikroçip deney öncesi yapılan benzetim hesaplamaları sonucu elde edilen değerlerle uyuşurşekilde performans sergiledi. 10 μl/dak akış hızı ile 10 Volt arası akım potansiyellerinde başarılıparçacık ayrıştırmaları yapıldı. Düşük voltaj ve akış debisi gereksinimi ve küçük boyutları gözönünde bulundurulduğunda üretilen aktif AA dielektroforetik parçacık ayrıştırıcının çalışmak içinyüksek akış debisine ihtiya duyan pasif benzerlerine karşı üstünlük sağladığı saptandı.

A microfluidic chip made up of a polydimethysiloxane micro channel and a CNT added conductivepolymer composite electrode array was produced using standard lithography and micro fabricationtechniques to manipulate polystyrene particles suspended in deionised water using alternatingcurrent dielectrophoresis. DI water and particle suspension was pumped into the chip and ACcurrent at 5MHz and 100KHz was applied to the electrode terminals. The microchip performed inconformity with the simulation results calculated prior to experimentation. Separation successcould be achieved with flow rate 10 μl/min and current amplitude 10 Volt. Due to its low flow rateand voltage requirements and short length the AC dielectrophoretic particle separator was found tobe superior to its larger passive counterparts requiring higher flow rates to function.