Diamentowy mikrochip elektroforetyczny

• Autorzy: Fijałkowski, M. , Karczemska, A. , Łysko, J. , Louda, P. , Ralchenko, V. , Mitura, S.

Warianty tytułu

EN

Diamond electrophoretic microchip

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Diamentowe płytki wykonane metodą MWCVD (Micro Wave Chemical Vapour Deposition) mają bardzo duży współczynnik przewodnictwa cieplnego. Jest on zbliżony do współczynnika przewodnictwa cieplnego naturalnego diamentu, a różnica między obydwoma materiałami wynika głównie z polikrystalicznej budowy warstwy. Polikrystaliczna warstwa osadzonego diamentu ma strukturę kolumnową kryształów, co powoduje zależność wartości współczynnika przewodnictwa cieplnego od kierunku, czyli anizotropię. Diamentowe urządzenia mikroprzepływowe zostały wykonane przy wykorzystaniu techniki repliki, w której na krzemowej strukturze-matrycy zostaje osadzona gruba, polikrystaliczna warstwa diamentu, po czym krzemowa struktura zostaje usunięta w procesie mokrego trawienia. Dobór odpowiedniego kształtu i wymiarów geometrycznych kanałów oraz materiału struktury mikrofluidycznej są kluczowymi parametrami urządzenia. W niniejszej publikacji opisano zjawiska towarzyszące elektroforezie cząsteczek biochemicznych w mikrokanałach, sposób wytwarzania grubych polikrystalicznych warstw diamentowych w plazmie mikrofalowej, a także sposoby ograniczania wpływu ciepła Joule'a, powstającego w trakcie procesu elektroforezy, na separację cząsteczek.

EN

Diamond plates made by the MWCVD (Micro Wave Chemical Vapor Deposition) have very high coefficient of thermal conductivity. It is similar to the value of natural diamond and the difference between those two materials is mainly due to the structure of polycrystalline layer. Structure of growing diamond has a columnar character, which results is change of conduction depended on the crystallographic direction (anisotropy). Diamond microfluidic devices were made using a replica technique, on silicon mould was set a thick layer of polycrystalline diamond and the silicone structure was removed by wet etching. Selection of the appropriate profile of the channel and material is a critical parameter for the future efficiency of such devices. This publication describes the phenomenon associated with the electrophoresis of bio-chemical molecules in microchannels. Method of production of thick polycrystalline diamond layers in microwave plasma and its influence on lowering the Joul's heating phenomena during the electrophoretic processes was investigated.

Słowa kluczowe

PL

chip elektroforetyczny; elektroforeza; diament; MWCVD; metoda repliki

EN

electrophoretic chips; electrophoresis; diamond; MWCVD; replicas technique

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 9
• Strony: 27-30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fijałkowski, M.

autor

Karczemska, A.

autor

Łysko, J.

autor

Louda, P.

autor

Ralchenko, V.

autor

Mitura, S.

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Harrison D. J., i in.: Capillary Electrophoresis and Sample Injection Systems Ingrated on a Planar Glass Chip. Anal. Chem., 64 (1992) 1926-1932.
• [2] Karczemska A.: Sekwencjoner DNA nowej generacji - dobór materiału. Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, grudzień 2002.
• [3] Dapeng Wu, Jianhua Qin, Bingcheng Lin: Electrophoretic sepa ration on microfluidic chips. Journal of Chromatography A, 1184 (2008) 542-559.
• [4] Twitchen D. J.: Thermal conductivity measurements on CVD diamond. Diamond and Related Materials 10 (2001), 731-735.
• [5] Karczemska A., i in., Abstract book of the Vacuum and Plasma Surface Engineering - International Conference. 22-24 October 2007, 33, Hejnice, Czech Republic.
• [6] Karczemska A., Sokołowska A.: Journal of Wide Bandgap Materials. vol. 9, noA (2002) 243-259.
• [7] Voevodin A. A., i in.: Nanostructured Thin Films and Nanodispersion Strengthened Coatings. Kluver (2004) 209.
• [8] Björkman H., i in.: Diamond replicas from microstructured masters. Sensors and Actuators 73 (1999) 24-29.
• [9] Nazare M. H., Neves A. J.: Institution of Engineering and Technology. Properties, Growth and Applications of Diamond, IET, 2001.
• [10] Michalski A. J.: Fizykochemiczne podstawy otrzymywania, powłok z fazy gazowej. WPW Warszawa 2001; wydanie 1.