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High Speed Droplet-based Delivery System for Passive Pumping in Microfluidic Devices

A novel microfluidic system has been developed that uses the phenomenon of passive pumping along with a user controlled droplet based fluid delivery ...

Surface tension driven passive pumping is a microfluidic technology that uses the surface tension present in small droplets to generate flow. To enhance the potential of this type of passive pumping, a new 'micro passive pumping' technique has been developed that allows for high throughput fluidic delivery by combining passive pumping with a small droplet-based fluidic ejection system. Flow rates of up to four milliliters per minute (mL/min) were achieved that are solely limited by the channel geometry and droplet size. Fluid exchange rates can be performed within tens of milliseconds (ms) by delivering fluids from multiple nozzles. The technique can be extended to a multitude of platforms, as channels are not pressurized and therefore do not require bonding to a substrate. This technique provides a novel flow control for high-speed and packeted flow applications without requiring external tubing connections or substrate bonding.

An automated microdroplet passive pumping platform for high-speed and packeted microfluidic flow applications.

Oberfl&auml;chenspannung getrieben, passive Pumpen ist eine mikrofluidische-Technologie, die die Oberfl&auml;chenspannung im kleinen Tr&ouml;pfchen verwendet, um generieren. Um das Potenzial dieser Art von passiven Pumpen, eine neue &#39;Mikro passive Pumpen&#39;-Technik zu verbessern ist entwickelt worden, die hohen Durchsatz fluidische Lieferung erm&ouml;glicht durch die Kombination passiver Pumpen, mit einem kleinen Tr&ouml;pfchen-basierte fluidische Auswurf-System. Durchflussmengen von bis zu vier Milliliter pro Minute (mL/min) konnten erzielt werden, die ausschlie&szlig;lich durch die Kanal-Geometrie und Tr&ouml;pfchen-Gr&ouml;&szlig;e begrenzt sind. Fl&uuml;ssige Wechselkurse k&ouml;nnen innerhalb von 10 Millisekunden (ms) durchgef&uuml;hrt werden, durch die Bereitstellung von Fl&uuml;ssigkeiten aus mehreren D&uuml;sen. Die Technik kann auf einer Vielzahl von Plattformen, erweitert werden, wie die Kan&auml;le sind nicht unter Druck und erfordern daher keine Bindung an ein Substrat. Diese Technik stellt eine neuartige Flusskontrolle f&uuml;r Hochgeschwindigkeits- und packeted Anwendungen ohne externe Rohr-Verbindungen oder Substrat kleben.

Brian Mogen

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