تجميع وتوصيف برنامج تشغيل خارجي لتوليد تدفق تذبذبي دون كيلو هرتز في القنوات الدقيقة

تجلب تقنيتنا تدفقات تذبذبية لعلماء الأحياء والكيميائيين باستخدام الموائع الدقيقة. هذا الجهاز سريع التجميع وسهل الاستخدام ، وهو طريقة توصيل وتشغيل لإنتاج تدفقات تذبذبية عالية الدقة. سيوضح الإجراء جيريدار فيشواناثان ، طالب الدكتوراه من مختبري.

للبدء ، قم بتثبيت أطراف مشبك التمساح لزوج من التمساح لتثبيت الأسلاك على أطراف مكبر صوت بقوة 15 واط مع مخروط ثمانية سنتيمترات. ضع شريحة وحدة التحكم aux على مكون عازل. أدخل نهايات الدبوس في المقابس اللولبية لشريحة aux.

شد مع مفك البراغي لضمان الاتصال. قم بتوصيل أحد طرفي كبل aux بشريحة وحدة التحكم، والطرف الآخر بمنفذ aux على جهاز كمبيوتر. قم بتوصيل محول تيار مباشر بقوة 12 فولت بموفر الطاقة.

قم بتشغيل شريحة وحدة التحكم عن طريق توصيل الطرف المحوري لمحول التيار المستمر بمقبس الطاقة. باستخدام متصفح إنترنت ، انتقل إلى موقع ويب مولد نغمة عبر الإنترنت. اكتب التردد المطلوب بين 5 إلى 1200 هرتز في التطبيق عبر الإنترنت وقم بتمرير شريط مستوى الصوت إلى الكمية المطلوبة.

انقر فوق رمز مولد نوع الموجة وحدد شكل الموجة المطلوب مثل العلامة أو المربع أو المثلث أو سن المنشار. الإعداد الافتراضي هو نموذج موجة إشارة. اضغط على تشغيل لتشغيل السماعة.

قم بتسجيل مكبر الصوت وشريحة وحدة التحكم على تل مكبر الصوت المطبوع 3D لتحديد موقعه على مسرح المجهر. ضع المحول المطبوع 3D بشكل مركز على مخروط السماعة. ضع مانع التسرب السيليكوني بسخاء على طول حواف المحول واتركه يعالج لمدة ساعتين.

قم بقص طرف ماصة ميكرولتر سعة 200 ميكرولتر على بعد سنتيمترين تقريبا من نهايته الضيقة وتخلص من النصف الأوسع من الطرف حيث ستكون النهاية المخروطية الضيقة بمثابة ختم إسفين للتعلق القابل للعكس. قم بتوصيل أنابيب البولي إيثيلين بإخراج القناة الدقيقة عن طريق الخيط أولا من خلال طرف الماصة الدقيقة ، ثم من خلال نهاية المحولات المحورية ، وأخيرا ، من خلال الجانب. قم بربط الطرف الضيق لطرف الماصة بإحكام في النهاية المحورية للمحولات لإنشاء ختم محكم قابل للفصل.

أضف جزيئات التتبع إلى قارورة بوزن 22٪ بمحلول الجلسرين لإنتاج تعليق عائم محايد مع جزء حجمي من 0.01٪ إلى 0.1٪ بوليسترين في السائل عند 20 درجة مئوية. اخلطي بقوة عن طريق الاهتزاز لإنتاج تعليق متجانس. قم بتحميل حقنة مدخل ملليلتر واحد مع ملليلتر واحد من العينة.

قم بتكديس المحقنة المحملة وربطها على مضخة حقنة أوتوماتيكية. أدخل إبرة المحقنة في أنبوب مدخل الجهاز لإنشاء ختم مانع لتسرب الماء. تأكد من أن أنبوب المخرج متجذرا من خلال مجموعة المحول وفي خزان.

قم بتشغيل مضخة المحقنة، باستخدام الشاشة التي تعمل باللمس، حدد نوع المحقنة ك Becton-Dickinson 1 mL، ثم حدد Infuse. ثم حدد معدل التدفق المطلوب لحجم التدفق. ابدأ التدفق الثابت باستخدام مضخة الحقنة.

انتظر حتى يمتلئ أنبوب المخرج بالسائل حتى السماعة. حدد سعة التردد المطلوبة وشكل الموجة في تطبيق مولد النغمة، واضغط على تشغيل لإنشاء تدفق تذبذبي داخل القناة الصغيرة. قم بتركيب الجهاز على المجهر.

قم بإعداد التكوين البصري عن طريق تحديد عدسة موضوعية ذات تكبير بين 10X و 40X ، وضبط المستوى البؤري وتحديد موضع المرحلة. للحصول على قياسات في مستوى بؤري محدد جيدا، تأكد من أن عمق مجال العدسة الموضوعية أصغر من عمق القناة بعامل خمسة أو أكثر. لمراقبة التدفق المتذبذب ، استخدم كاميرا عالية السرعة بمعدل إطارات لا يقل عن ضعف تردد التذبذب.

للحصول على دقة مفيدة لشكل الموجة ، قم بقياس 10 نقاط على الأقل لكل فترة زمنية بمعدل إطار أكبر 10 مرات من تردد التذبذب. بدلا من ذلك ، لمراقبة الآثار طويلة الأمد للتدفقات الإيجابية ، قم بإجراء التصوير الستروبسكوبي عن طريق تعيين الملاحظة على أي مقسوم مثالي لتردد التذبذب. لكل من التصوير المباشر والستروبوسكوبي، استخدم كاميرا مزودة بغالق عالمي لتجنب تأثير جيلو.

في كلتا الحالتين ، حافظ على وقت التعرض أصغر بكثير من الفترة الزمنية للتذبذب بعامل 10 أو أكثر لمنع الخطوط. لقياس سعة التذبذب بدون كاميرا عالية السرعة ، قم بالتسجيل بمعدل إطار يتم الاحتفاظ به بالقرب من معدل الإطارات الستروبسكوبية ولكن ليس إليه ، مما يؤدي إلى تذبذب بطيء للغاية يمكن من خلاله قياس السعة بدقة ومراقبتها وتسجيلها. أظهرت الإزاحة المتعقبة لجسيمات التتبع في المستوى الأوسط للقناة إشارة توافقية لترددات التذبذب 100 و 200 و 400 و 800 هرتز.

في مخطط سعة التذبذب مقابل التردد لجميع إعدادات حجم السماعة ، كان للمنحنى المميز ذروة رنين عند حوالي 180 هرتز ، وبعد ذلك تنخفض السعة مع زيادة التردد. وأظهر تأثير البارامترات المختلفة على السعة المتذبذبة على مدى الترددات التشغيلية فيما يتعلق بالحالة المرجعية، أنه عندما تزداد لزوجة السائل العامل، تقل السعة بمعامل يقارب اثنين. عندما يتم زيادة قطر الأنابيب الموائع الدقيقة لنفس المادة ، تزداد السعة مقارنة بالحالة المرجعية بعامل يتراوح بين 1.5 إلى 3 اعتمادا على التردد.

عندما يتم زيادة طول الأنبوب لنفس المادة ، تزداد السعة بشكل كبير بالقرب من تردد الرنين. أظهرت مسارات إزاحة الجسيمات لأشكال الموجات غير الجيبية أن التغيرات الحادة جدا في الموضع المرتبط بأشكال الموجات المربعة والمنشار غير ممكنة في الأنظمة الحقيقية. ومع ذلك ، كانت أطياف فورييه في اتفاق جيد مع الأطياف المثالية ، على الأقل حتى التوافقية الثالثة.

من المهم التأكد من أن أنبوب المخرج مملوء بالكامل بالسائل. هذا يضمن أن السعة هي الحد الأقصى وأنها ثابتة مع مرور الوقت. يجب أيضا استخدام كاميرا ذات غالق عالمي.

لقد استخدمنا هذه التقنية لمراقبة وقياس كيفية تصرف الجسيمات بحجم ميكرون بدقة بعد أن تسافر مسافة طويلة جدا داخل قناة صغيرة. وقد سمح لنا ذلك بتنفيذ تقنيات جديدة لمعالجة الموائع الدقيقة.