在线拉曼成像通过鱼骨槽在微流体通道中的混合

科学领域:

• 微流体学 微流体学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 微流体器件提供精确的流体控制,对于需要高效混合的应用至关重要,特别是在层状流程中.
• 静态混合器,就像槽一样,被集成到微通道中来增强混合,但它们的有效性需要准确的空间特征.
• 在线分析方法对于确定度概况和在微通道内验证混合效率至关重要.

研究的目的:

• 为了开发和验证一个操作,空间分辨的拉曼光谱技术,用于分析微流体通道中的混合.
• 使用同位素探头克服z-confocality在空间分辨率中的局限性.
• 为了证明使用快速化学反应来准确评估微通道混合效率.

主要方法:

• 通过微通道宽度的空间分辨率拉曼光谱利用线聚焦照明.
• 采用科学补充金属氧化物半导体 (sCMOS) 传感器,以防止在光谱读取过程中图像涂抹.
• 通过观察由分离流中引入的试剂形成的反应产物的共振增强拉曼散射来研究混合.

主要成果:

• 证明以线为重点的拉曼光谱为单相和多相系统提供操作式,空间分辨的光谱数据.
• 展示了快速的化学反应,与可观测的产品,有效地确定混合范围,克服同位素探针的局限性.
• 观察到最初的混合偏离中心,先于静态混合器的第一个槽,以及随后在通道宽度上的演变.

结论:

• 带有sCMOS传感器的直线聚焦拉曼光谱是操作的强大工具,在微流体学中进行混合的空间分辨分析.
• 使用可观测的反应产品显著提高了微通道混合效率确定的准确性.
• 开发的方法准确地可视化了混合的开始和演变,为微流体设备设计提供了关键的见解.