用于电渗泵和模块化微型游泳器期间高分辨率 pH 表征的大规模显微光度法

微流体泵和人工微型游泳器可以方便地利用基于温度、电解质浓度或 pH 局部梯度的趋化溶剂流来实现。我们在此提出了一种简便的显微光度法来监测 pH 梯度，并在包括电渗泵和由离子交换树脂珠和聚苯乙烯胶体组装而成的模块化微型游泳器在内的不同实验情况下展示了其性能和适用范围。结合现有的显微镜和单反相机，我们的方法在 3920x2602 $\mu m^2$ 的视场上提供了视频帧率下 2 $\mu m$ 的空间分辨率。在最佳条件下，我们实现了 0.05 的 pH 分辨率，其中统计不确定度和系统不确定度的贡献大致相等。我们对随时间发展并延伸数毫米的 pH 梯度进行的定量显微光度法表征，预计将为涉及 pH 梯度（包括人工微型游泳器、微流体泵甚至电对流）的各种复杂流动情况的可靠建模和模拟提供有价值的输入。