用于硅-玻璃微流控的集成式无膜热式流量传感器
流体动力学
2022-12-22 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
芯片实验室（LOC）构成了新一代便携式分析系统的基础。LOC 可在微流控芯片上操控超低流量液体试剂与多步反应，这需要稳健且精密的仪器来控制芯片上的液体流动。然而，市售流量计似乎是独立选项，为连接芯片增加了显著的管路死体积。此外，它们大多无法与微流控通道在同一工艺周期中制造。在此，我们报道一种可集成于具有微通道拓扑的硅-玻璃微流控芯片中的无膜微流控热式流量传感器（MTFS）。我们提出一种无膜设计，其薄膜热阻敏感元件与微流控通道隔离，并采用 100 mm 晶圆硅-玻璃制造工艺。它确保了 MTFS 对腐蚀性液体的兼容性，这对生物应用至关重要。提出了获得最佳灵敏度与测量范围的 MTFS 设计规则。描述了一种自动化热阻敏感元件校准方法。该器件参数经参考科里奥利流量传感器数百小时实验测试，在 2–30 μL/min 范围内相对流量误差小于 5%，且响应时间亚秒级。
引用
@article{arxiv.2212.10916,
title = {Integrated membrane-free thermal flow sensor for silicon-on-glass microfluidics},
author = {Vitaly V. Ryzhkov and Vladimir V. Echeistov and Aleksandr V. Zverev and Dmitry A. Baklykov and Tatyana Konstantinova and Evgeny S. Lotkov and Pavel G. Ryazantcev and Ruslan Sh. Alibekov and Aleksey K. Kuguk and Andrey R. Aleksandrov and Elisey S. Krasko and Anastasiya A. Barbasheva and Ilya A. Ryzhikov and Ilya A. Rodionov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.10916},
year = {2022}
}