已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,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 [ASME 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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
breeze完成签到,获得积分10
1秒前
Becky完成签到 ,获得积分10
2秒前
zx发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
MAKA发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
6秒前
顾矜应助菩提本无树采纳,获得10
9秒前
10秒前
沉默的黑猫完成签到,获得积分10
20秒前
Eva111完成签到,获得积分10
25秒前
翟大有完成签到 ,获得积分0
28秒前
28秒前
wsh完成签到,获得积分10
36秒前
40秒前
林夕完成签到,获得积分10
41秒前
42秒前
刘斌发布了新的文献求助10
43秒前
楼翩跹完成签到 ,获得积分10
44秒前
修管子完成签到 ,获得积分10
44秒前
46秒前
雍雍完成签到 ,获得积分10
47秒前
何宛秋完成签到,获得积分10
49秒前
CipherSage应助菩提本无树采纳,获得10
51秒前
香蕉觅云应助carry采纳,获得10
52秒前
VDC应助科研通管家采纳,获得30
54秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
54秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
54秒前
杳鸢应助科研通管家采纳,获得10
54秒前
55秒前
59秒前
1分钟前
zzz发布了新的文献求助10
1分钟前
梧桐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Omni发布了新的文献求助10
1分钟前
红黄蓝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
carry发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
lili完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ZIJUNZHAO完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
求国内可以测试或购买Loschmidt cell(或相同原理器件)的机构信息 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
The Heath Anthology of American Literature: Early Nineteenth Century 1800 - 1865 Vol. B 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Sarcolestes leedsi Lydekker, an ankylosaurian dinosaur from the Middle Jurassic of England 500
Machine Learning for Polymer Informatics 500
《关于整治突出dupin问题的实施意见》(厅字〔2019〕52号) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3219617
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2868402
关于积分的说明 8160932
捐赠科研通 2535466
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1367931
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 645118
邀请新用户注册赠送积分活动 618457