การพัฒนาห้องปฏิบัติการบนแผ่นชิปสำหรับผสมหยดของเหลวขนาดเล็ก โดยใช้อุปกรณ์ EWOD

บทคัดย่อ

การควบคุมหยดของเหลวขนาดเล็กถือเป็นสิ่งที่สำคัญมากในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการห้องปฏิบัติการบนแผ่นชิป (Lab on a chip) ซึ่งเป็นการย่อส่วนห้องปฏิบัติการ และกระบวนการทดสอบต่างๆ ให้มาอยู่บนแผ่นชิปขนาดเล็ก ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอเกี่ยวกับการพัฒนาแพลตฟอร์มสำหรับการผสมหยดของเหลวในระดับไมโครลิตรสำหรับกระบวนการวัดค่าไฟฟ้าเคมี โดยใช้อุปกรณ์ Electro-wetting on dielectric (EWOD) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนที่ของหยดของเหลวในระดับไมโครลิตรถึงระดับนาโนลิตรโดยใช้สนามไฟฟ้า ความแม่นยำในการควบคุมของเหลวของอุปกรณ์ EWOD ขึ้นอยู่กับรูปแบบขั้วไฟฟ้าที่เหมาะสมซึ่งหมายถึงการออกแบบขั้วไฟฟ้าทั้งขนาด และรูปร่างจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยในกระบวนการวิจัยผู้วิจัยได้ทำการทดสอบอุปกรณ์ EWOD โดยใช้ค่าความต่างศักย์ระหว่าง 300 – 700 โวลต์ ค่าความถี่ 1,000 เฮิรตซ์ เพื่อหาค่าความต่างศักย์ที่เหมาะสมสำหรับการควบคุมการเคลื่อนที่ของหยดของน้ำปริมาตร 8 ไมโครลิตร ด้วยอุปกรณ์ EWOD จากการวิจัยพบว่าการแยกของเหลวออกจากแหล่งจ่ายต้องใช้ขั้วไฟฟ้าอย่างน้อย 3 ขั้ว และการผสมหยดของเหลวต้องใช้ขั้วไฟฟ้าอย่างน้อย 2 ขั้ว ผลของการทดสอบอุปกรณ์ทำให้ทราบถึงค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าต่ำสุดที่เริ่มทำให้อุปกรณ์ใช้งานได้มีค่าเท่ากับ 300 โวลต์ ค่าความต่างศักย์สูงสุดที่สามารถจ่ายให้กับอุปกรณ์คือ 700 โวลต์ โดยส่งผลให้หยดของเหลวสามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ 10 มิลลิเมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมของอุปกรณ์