低成本的光学传感器在电气化实验室上的磁盘平台:液相边界检测和自动诊断
Vahid Kordzadeh-Kermani1,2, Maryam Vahid3, Seyed Nezameddin Ashrafizadeh2
1School of Engineering and Sciences, Tecnologico de Monterrey, Monterrey, NL, Mexico.
Microsystems & nanoengineering
|April 8, 2025
概括
本研究介绍了一种低成本的光学传感系统,用于离心微流体平台的光依赖电阻 (LDR). 这项创新使实时监测和分析成为可能,增强了血分离和疾病检测等应用.
科学领域:
- 微流体学 微流体学
- 光学传感传感器是什么?
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 离心微流体平台为等离子体分离和多相流量操纵等应用提供多重复合和自动化.
- 目前使用闪光镜或高速摄像头的监测方法昂贵,限制了广泛采用.
- 光依赖电阻 (LDR) 是潜在的光探测器,但它们的尺寸阻碍了高分辨率的微流体集成.
研究的目的:
- 为离心式微流体设备开发一种创新且具有成本效益的光学传感策略.
- 通过使用波导来实现高分辨率检测,克服大型LDR的局限性.
- 为了实现微流体系统的实时监测和分析,包括疾病诊断.
主要方法:
- 在电气化Lab-on-a-Disc (eLOD) 设备中集成一系列光依赖电阻 (LDR) 与波导.
- eLOD设备与智能手机和笔记本电脑进行无线连接,以获取数据.
- 数字模拟用于评估各种条件下的流体动力学和传感器性能 (例如,旋转速度,滴滴大小).
- 使用eLOD设备进行实验验证,以分析红细胞 (RBC) 变形性,以检测状细胞贫血.
主要成果:
- 通过使用LDR和波导来证明了离心微流体中光学传感的成本效益高的方法.
- 实现了多种应用,包括滴滴/粒子计数,速度测量,度分析和流体接口检测.
- 成功监测了血分离,并分析了红细胞变形性,显示了自动状细胞贫血检测的潜力.
- 数字模拟验证了最高50rad/s的旋转速度和各种水滴大小的性能.
结论:
- 开发的基于LDR的光学传感器的eLOD设备为离心微流体提供了一个低成本的实时监控解决方案.
- 这项技术为等离子体分离和诊断等应用提供了昂贵的成像设备的可行替代方案.
- 该系统显示了自动,低成本检测各种与改变红细胞变形相关的医疗状况的巨大潜力.
