片上光流控低压监测装置

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:36
文章英文标题
On chip optofluidic low‐pressure monitoring device
正文
我们提出了一种基于片上光流体表面可变形液体Dove棱镜( LDP )的低流体流动压力监测装置。该器件独特的设计结合了光的全内反射所启用的液体和软固体，使得传感器具有高度的灵敏度，与微流控和/或Lab-on-a-chip器件的集成兼容。采用逐层软光刻( LSL )和3D打印技术制作了该装置。我们采用聚二甲基硅氧烷( PDMS )作为层材料，两种液体( a )浸没油( IO )和( b )二碘甲烷( DI )作为折射介质构建了LDP传感器。通过光学光线跟踪仿真对传感器进行优化。压力传感器每50 Pa压力显示灵敏度高达±28.5 mV，误差 ± 2.5 mV，全量程重复性~ 99.56 %。我们通过对一些人体受试者在无数条件下呼吸压力信号的捕捉和分析，显示了该传感器的适用性。
文章内容（英文）
We present an on chip optofluidic surface deformable liquid Dove prism (LDP) based low‐fluid flow pressure monitoring device. The unique design of the device in combination with liquid and soft solid enabled by the total internal reflection of light makes the sensor highly sensitive and compatible with the integration of a microfluidic and/or Lab‐on‐a‐chip device. A layer‐by‐layer soft lithographic (LSL) and 3D printing technique are exploited to make the device. We have used Polydimethylsiloxane (PDMS) as the layer material and two variety of liquids (a) immersion oil (IO) and (b) di‐iodomethane (DI) as refracting medium to construct the LDP sensor. Optical ray tracing simulation is performed to optimize the sensor. The pressure sensor shows sensitivity as high as ±28.5 mV per 50 Pa pressure with an error ± 2.5 mV and repeatability of ~99.56% at full scale. We have shown the applicability of the sensor by capturing and analyzing respiratory pressure signals of some human subjects at numerous conditions.
来源出处
Journal|[J]Journal of BiophotonicsVolume 14, Issue 3. 2020.
DOI
https://doi.org/10.1002/JBIO.202000381

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