用ISFET传感器进行微升尺度分析的CD型微流体定位系统的概念验证研究

科学领域:

• 分析化学 分析化学
• 微流体学 微流体学
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 传统的定位方法受到体积庞大的设备和大量样本要求的限制,这阻碍了便携式和微观应用.
• 人们越来越需要紧的,自动化化学量化工具来进行分散的诊断和环境监测.
• 现有的自动定位系统往往缺乏精度或需要外部和脆弱的部件.

研究的目的:

• 为微升尺度样品开发一个紧的,自动定位系统.
• 将离心微流体装置与对离子敏感的场效应晶体管 (ISFET) 传感器集成.
• 为了证明精确的酸定位,无需外部或复杂的管道.

主要方法:

• 设计了一种CD型离心微流体装置,其中包含试剂储的3D打印芯片.
• 循环驱动的流体控制被用于连续的酸添加.
• 集成了一个具有Ta2O5膜和碳参考电极的离子敏感场效应晶体管 (ISFET) 传感器.
• 在微升尺度样本上进行了自动酸定位.

主要成果:

• ISFET传感器显示出高灵敏度 (51.3 mV/pH) 和线性 (R2 = 0.9929).
• 用盐酸自动定位碳酸溶液,准确识别了等效点.
• 结果与使用商业pH计获得的结果非常相似,证实了可靠性和可重复性.
• 该设备成功地对300μL样品进行了定位.

结论:

• 开发的离心式微流体装置与ISFET传感器一起,可以实现自动,便携式的酸定位.
• 该系统克服了传统定位的局限性,提供微升尺度样本的精确分析.
• 这项技术在现场部署的化学分析,诊断和环境监测方面具有重大潜力.