亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Numerical Optimization of Key Design Parameters of a Thermoelectric Microfluidic Sensor for Ultrasensitive Detection of Biochemical Analytes

热电堆 材料科学 热电效应 热电冷却 散热片 微流控 量热计(粒子物理) 光电子学 热扩散率 灵敏度(控制系统) 热流密度 传热 电子工程 纳米技术 机械工程 机械 电气工程 红外线的 热力学 光学 探测器 物理 工程类
作者
Saif Mohammad Ishraq Bari,Louis G. Reis,Gergana G. Nestorova
出处
期刊:Journal of Thermal Science and Engineering Applications [ASM International]
卷期号:13 (2)
标识
DOI:10.1115/1.4047826
摘要

Abstract The design of highly sensitive thermoelectric microfluidic sensors for the characterization of biochemical processes is an important area of engineering research. This study reports the design and fabrication of a continuous-flow biosensor with an integrated thermopile and three-dimensional numerical analysis of the critical design parameters that significantly increase the detection sensitivity of the platform. The paper discusses the impact of volumetric flowrate, channel height, material thermal properties, and heat sink on the magnitude of the thermoelectric signal. In the platform understudy, the heat generated by the enzymatic reaction between glucose oxidase-conjugated antibody and glucose is converted to an electric output by an antimony-bismuth thin-film thermopile with a theoretical Seebeck coefficient of 7.14 µV mK−1. Since this experimental configuration has been implemented in a various biochemical analysis, particular emphasis in this work is maximizing the detection sensitivity of the device. Computational thermal modeling was performed to investigate the impact of channel height (50 µm, 100 µm, 150 µm, and 200 µm), the volumetric flow rate of the substrate (25 µL min−1 and 50 µL min−1), and the microdevice material (glass, PMMA, and PDMS) on the output of the thermoelectric sensor. Experimental data validated the model and provided an excellent correlation between the predicted and measured voltage output. Results show that fabricating the calorimeter out of materials with lower thermal diffusivity, reducing the channel height, and eliminating the heat sink at the reference junction of the thermopile increases the sensitivity of the platform by 783%.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xicifish完成签到,获得积分10
3秒前
xicifish发布了新的文献求助10
9秒前
欧皇完成签到,获得积分20
17秒前
19秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
韦老虎完成签到,获得积分20
30秒前
38秒前
bluebell完成签到,获得积分10
56秒前
59秒前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
ding应助欢呼的寻双采纳,获得10
1分钟前
笨笨完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI5应助NinG采纳,获得10
1分钟前
上官若男应助不攻自破采纳,获得10
1分钟前
Eric800824完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
lrid完成签到 ,获得积分10
2分钟前
不攻自破发布了新的文献求助10
2分钟前
valere完成签到 ,获得积分10
2分钟前
3分钟前
3分钟前
NinG发布了新的文献求助10
3分钟前
时尚的雪一完成签到 ,获得积分10
4分钟前
斯文听寒完成签到 ,获得积分10
4分钟前
PAIDAXXXX完成签到,获得积分10
4分钟前
blenx完成签到,获得积分10
4分钟前
烟花应助kaka采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
kaka发布了新的文献求助10
4分钟前
天天快乐应助乐乐洛洛采纳,获得10
4分钟前
苹果绿完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
酷酷的冰真应助苹果绿采纳,获得20
4分钟前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3965706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3510935
关于积分的说明 11155653
捐赠科研通 3245378
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1792856
邀请新用户注册赠送积分活动 874181
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804214