Mikroreaktor chemiczny z detekcją optyczną wykonany techniką LTCC (low temperature co-fired ceramics)

• Autorzy: Malecha K.

Warianty tytułu

EN

Microreactor with optical detection made with LTCC (low temeprature co-fired ceramics) technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano technologię oraz właściwości mikroreaktora chemicznego ze zintegrowanymi elementami optoelektronicznymi. Opracowane urządzenie wykonano w technologii LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics – niskotemperaturowa ceramika współwypalana). Zastosowana technologia mikroelektroniczna umożliwiła integrację elementów mikrofluidycznych (kanały, komory itp.) oraz optoelektronicznych (dioda elektroluminescencyjna, czujnik światła) w jednym wielowarstwowym module ceramicznym. Prezentowany mikroreaktor przeznaczony jest do oznaczania substancji (bio)chemicznych w ciekłych próbkach o bardzo małych objętościach. Detekcja wspomnianych substancji odbywa się na zasadzie pomiaru absorbancji optycznej. Wstępne testy urządzenia przeprowadzono dla kilku roztworów wzorcowych nadmanganianu potasu. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono dużą amplitudę sygnału wyjściowego oraz liniową odpowiedź urządzenia dla całego zakresu pomiarowego.

EN

The paper presents the technology and performance of the chemical microreactor with integrated optoelectronic components. The device was made using LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) technology. The applied technology has enabled the integration of electronic, optoelectronic (passives, light emitting diode, light-to-voltage transducer) and microfluidic (channels, chambers, etc.) components in a single multilayer ceramic module. Microreactor with optical detection is designed for the determination of a (bio)chemicals substance in the micro- or nanoliter volume range. Detection of these substances is perforemed by measuring the optical absorbance. Preliminary studies were carried out for a test solutions of potassium permanganate. The obtained results showed a high level of output signal, linear response and good repeatability.

Słowa kluczowe

PL

mikroreaktor; niskotemperaturowa ceramika współwypalana (LTCC); absorbancja; mikrosystem

EN

microreactor; low temperature co-fired ceramics (LTCC); absorbance; microsystem

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 10
• Strony: 108--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Malecha K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Manz A., Graber N., Widem M.H., Miniaturized Total Chemical Analysis Systems: a Novel Concept for Chemical Sensing, Sens. Actuators B: Chem., 1 (1990), 244-248
• [2] Gravesen P., Branebjerg J., Søndergård O., Microfluidic – a Review, J. Micromech. Microeng., 3 (1993), 168-182
• [3] Chou C.F., Changrani R., Roberts P., Sadler D., Burdon J., Zenhausern F., Lin S., Mulholland A., Swami N., Terbrueggen R., A Miniaturized Cyclic PCR Device – Modeling and Experiments, Microelectronic Enginnering, 61-62 (2002), 921-925
• [4] Malecha K., Pijanowska D.G., Golonka L.J., Torbicz W., LTCC Microreactor for Urea Determination in Bilogical Fluids, Sens. Actuators B: Chem., 141 (2009), 301-308
• [5] Goldbach M., Axthelm H., Keusgen M., LTCC-Based Microchips for the Electrochemical Detection of Phenolic Compounds, Sens. Actuators B: Chem., 120 (2006), 346-351
• [6] Pijanowska D.G., Sprenkles A.J., Olthuis W., Bergveld P., A Fow-Through Amperometric Sensor for Micro-Analytical Systems, Sens. Actuators B: Chem., 91 (2003), 98-102
• [7] Fuji T., PDMS-Based Microfluidic Devices for Biomedical Applications, Microelectronic Engineering, 61-62 (2002), 907-914
• [8] Golonka L.J., Zastosowanie ceramiki LTCC w mikroelektronice, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2001
• [9] Ibanez-Garcia N., Martinez-Cisoneros C.S., Valdes F., Alonso J., Green-Tape Ceramics. New Technological Approach for Integrating Electronics and Fluidics in Microsystems, Trends in Analytical Chemistry, 27 (2008), 24-33
• [10] Nowak D., Kulczak D., Januszkiewicz M., Dziedzic A., High Temperature LTCC Package for SiC-Based Gas Sensor, Opt. Appl., 39 (2009), No. 4, 701-704
• [11] Markowski P., Thick-Film Photoimageable and Laser-Shaped Arms for Thermoelectric Micro-Generators, Microelectronics International, 28 (2011), 43-50
• [12] Thelemann T., Fisher M., Groß A., Müller J., LTCC-Based Fluidic Components for Chemical Applications, Journal of Microelectronics and Electronic Packaging, 4 (2007), No. 4, 167-172
• [13] Malecha K., Gancarz I., Golonka L.J., A PDMS/LTCC Bonding Technique for Microfluidic Application, J. Micromech. Microeng., 19 (2009) No. 105016, 1-8