Development of a passive liquid valve (PLV) utilizing a pressure equilibrium phenomenon on the centrifugal microfluidic platform.
Development of a passive liquid valve (PLV) utilizing a pressure equilibrium phenomenon on the centrifugal microfluidic platform.
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DOI：
10.3390/s150304658
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发表时间：
2015-02-25
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Madou M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Al-Faqheri W;Ibrahim F;Thio TH;Bahari N;Arof H;Rothan HA;Yusof R;Madou M
在本文中，我们提出了一种易于实现的用于微流控光盘（CD）的被动液体阀（PLV）。该阀可以通过引入通风室来控制源室和目标室的气流来实现。 PLV 机制基于均衡作用在微流体 CD 上的主要力（即离心力和毛细管力），以控制源室液体的突发频率。为了更好地理解所提出的 PLV 背后的物理原理，描述了一个分析模型。此外，还通过实验测试了控制所提出的阀门有效性的三个参数，即液体高度、液体密度和排气室相对于 CD 中心的位置。为了证明所提出的 PLV 阀的能力，进行了微流体液体切换和液体计量。此外，还进行 Bradford 测定来测量蛋白质浓度，并与台式程序进行比较进行评估。结果表明，所提出的阀门可以在任何需要简单性和准确性的微流体过程中实现。此外，所开发的阀门增加了离心 CD 平台的灵活性，可被动控制液体流动，无需外力或触发器。
In this paper, we propose an easy-to-implement passive liquid valve (PLV) for the microfluidic compact-disc (CD). This valve can be implemented by introducing venting chambers to control the air flow of the source and destination chambers. The PLV mechanism is based on equalizing the main forces acting on the microfluidic CD (i.e., the centrifugal and capillary forces) to control the burst frequency of the source chamber liquid. For a better understanding of the physics behind the proposed PLV, an analytical model is described. Moreover, three parameters that control the effectiveness of the proposed valve, i.e., the liquid height, liquid density, and venting chamber position with respect to the CD center, are tested experimentally. To demonstrate the ability of the proposed PLV valve, microfluidic liquid switching and liquid metering are performed. In addition, a Bradford assay is performed to measure the protein concentration and evaluated in comparison to the benchtop procedure. The result shows that the proposed valve can be implemented in any microfluidic process that requires simplicity and accuracy. Moreover, the developed valve increases the flexibility of the centrifugal CD platform for passive control of the liquid flow without the need for an external force or trigger.
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