XYZ-On-A-Chip: Integration of Dissimilar Materials by Bonding and Thin-Film Transfer: Application to Integrated Optical Microfluidic Systems

XYZ-On-A-Chip:通过键合和薄膜转移集成异种材料:在集成光学微流控系统中的应用

基本信息

  • 批准号:
    0088145
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 81.88万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2000-09-01 至 2003-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This grant provides funding for research aimed at enhancing the functionality of integrated bioanalytical microsystems through the intimate assembly of disparate classes of materials, each chosen to provide a specific function. Each materials subassembly will be prepared on a separate substrate by thin-film deposition processes under optimal conditions for that particular material. Thin-film subassemblies, including gallium nitride heterostructures for blue and ultraviolet light emission, piezoelectric multilayers for mechanical actuation, and polymers for optical components and bio-compatible coatings, will then be combined by bonding and layer-transfer to micromachined glass, polymer and silicon substrates. Film transfer methods utilizing spatially selective modification of materials by pulsed laser and ion irradiation will be employed and modeled with the goal of minimizing thermal and mechanical degradation of the least robust of the materials to be integrated (typically polymers). The materials integration and microtabrication methods developed during the course of this project will be targeted toward the demonstration of fully integrated optical microfluidic bioanalyticai devices based on fluorescence detection. These devices combine the fluorescence excitation source, the aperture actuator mechanism, the microfluidic channel, the optical filter, and the fluorescence detector, all within a volume of approximately a cubic mill (meter).If successful, this project will develop the materials integration processes necessary to fabricate complex, low-cost and portable bioassay microsystems utilizing multicolor arrays of fluorescence detection devices integrated directly with microchannel substrates. The direct integration of the optical excitation and detection system eliminates the need for bulky lasers, optical filters, and photodetectors. Furthermore, the potential for integrating dense linear arrays of these devices along microchannels could enable rapid, single-molecule analysis for applications in genetics and pathogen detection.
该补助金为旨在通过密切组装不同类别的材料来增强集成生物分析微系统功能的研究提供资金,每个材料都被选择提供特定功能。 每种材料子组件将在该特定材料的最佳条件下通过薄膜沉积工艺在单独的基底上制备。 然后,将通过键合和层转移将包括用于蓝色和紫外光发射的氮化镓异质结构、用于机械致动的压电多层膜以及用于光学元件和生物相容涂层的聚合物的薄膜叠层组合到微加工玻璃、聚合物和硅衬底上。 膜转移方法,利用空间选择性修改的材料,通过脉冲激光和离子照射将被采用和建模的目标是最小化的热和机械降解的最坚固的材料集成(通常是聚合物)。 在本项目过程中开发的材料集成和微表处方法将针对基于荧光检测的完全集成的光学微流体生物分析装置的演示。这些设备将荧光激发源、孔径致动器机构、微流体通道、滤光器和荧光检测器组合在一起,所有这些都在大约一立方米(米)的体积内。如果成功,该项目将开发制造复杂的,低成本和便携式生物测定微系统,其利用直接与微通道基底集成的荧光检测装置的微阵列。 光学激发和检测系统的直接集成消除了对笨重的激光器、滤光器和光电检测器的需要。 此外,沿着沿着微通道集成这些装置的密集线性阵列的潜力可以实现用于遗传学和病原体检测的快速单分子分析。

项目成果

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 资助金额:
    $ 81.88万
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