AC-Dielektroforez ve Akustik Metotlar Kullanarak Mikro-parc ̧acıkların Manip pülasyonunu Sağlayan Çip - Üstü - Laboratuvar Cihazının Geliştirilmesi

Abstract

Bu projenin amacı dielektroforez (DEP) ve akustik kuvvetleri kullanarak mikro-parcacıkların mikro-kanallar icerisindeki hareketlerini kontrol edebilen bir cip-ustu -laboratuvar (C¸ U L) cihazının gelistirilmesidir. Bu cihaz mikro-parcacıkların bulundugu tampon c ozeltinin degistirilmesi (yıkama) ve parcacıkların biribirinden ayrılması islemlerini entegre olarak gerceklestirebilmektedir. Ayırma islemine yonelik manipulasyon DEP yontemiyle, yıkama islemi de akustik tabanlı parcacık manipulasyonu ile yapıldı. Oncelikle mikro-parcacıkların DEP ve akustik manipulasyonu icin ayrı ayrı uniteler tasarlandı ve bu unitelerle deneysel calısmalar yapıldı. Son basamak da ise bu ¨ üniteler birlestirilerek yıkama ve ayırmaya yonelik manipulasyon yapan entegre bir cihaz tasarlandı, uretildi ve test edildi. Akustik ve DEP unitelerinin islem hacimlerinin uyusması icin DEP kısmında 3-boyutlu (3-B) elektrot mimarisi kullanıldı ve y¨uksek is¸lem hacminde parc¸acık manip¨ulasyonu saglandı. Akustik kuvvet ise cihaza yerlestirilen piezoelektrik malzemeler (PZT) ile saglandı. Akustik tabanlı manipulasyona yonelik calısmalar hem yıkama hem de parcacık konsantrasyonunu arttırmaya yonelik uniteler icin calısıldı ancak nihai entegre cihazda sadece yıkama ve ayırma ünitesinin entegrasyonu mumkun olabildi. Proje kapsamında hem DEP hem de akustik tabanlı parçacık manipulasyonuna yonelik sayısal modeller gelistirildi ve deneysel sonuclarla karsılastırıldı. Cihaz uretimleri icin mikro-isleme tabanlı yontemler kullanıldı. Ozellikle DEP tabanlı mikro-akıs¸kanlardinamigi (MAD) cihazlarında kullanılmayan bu yontem ile hem DEP, hem akustik hem de entegre cihaz uretimi icin literaturdeki yontemlere alternatif bir uretim yontemi sunulmuş oldu. Ayrıca 3-B elektrot ¨uretimine yonelik gelistirilen uretim teknikleri ile de literature katkı saglanmıs¸ olundu. Bilgimiz dahilinde literaturde hem akustik hem de DEP tabanlı, iki ayrı islemi aynı cip üzerinde gerceklestirebilen entegre bir PDMS C¸ UL cihazı bulunmamaktadır; bu yonuyle de projemiz literature katkı saglamıstır.