Haller, A. E. M. (2009). On-chip electrophoresis with contactless conductivity measurement fabricated in ceramic technology [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/186593
In dieser Diplomarbeit wird ein Kapillarelektrophorese-Mikrochip mit kapazitiv gekoppelter, kontaktloser Leitfähigkeitsmessung (C4M) vorgestellt. Das miniaturisierte Gerät wurde in LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) hergestellt. Die LTCC-Technologie eignet sich besonders gut für mikrofluidische Anwendungen, da relativ einfach und schnell komplexe Kanalstrukturen hergestellt werden können. Um die kapazitive Kopplung der kontaktlosen Leitfähigkeitsmessung zu verbessern, bietet die LTCC-Technologie Materialien mit hoher Dielektrizitätszahl.<br />Im Zuge der Diplomarbeit wurden zwei verschiedene Chipdesigns, die sich in der Elektrodenkonfiguration unterscheiden, entworfen und hergestellt. Die Fertigung erfolgte mit optimierten Prozessparametern, um Defekte im Kanal und am double-T injector zu vermeiden.<br />Die Messungen wurden mit zwei verschiedenen Buffer bei unterschiedlichen Spannungen durchgeführt.<br />Natrium, Kalium und Lithium konnten bei einer molaren Konzentration von 600µM in weniger als zwei Minuten erfolgreich separiert und gemessen werden.<br />
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In this thesis a microchip capillary electrophoresis device with capacitively coupled contactless conductivity measurement (C4M) is presented. The miniaturized CE module is fully assembled in low temperature co-fired ceramics (LTCC). LTCC multilayer technology is a promising material for microfluidic applications because complex channel structures can be fabricated relatively fast and easy. Regarding C4M, LTCC tapes with high dielectric constant can enhance capacitive coupling signicantly.<br />Two chip designs, differing in electrode configuration, have been designed and fabricated using optimized process parameters to prevent channel and double-T injector defects.<br />Experiments were conducted with two different buffers at various electric separation field strengths.<br />Successful separation and measurement of an ionic compound consisting of sodium, potassium and lithium at molar concentrations of 600µM were carried out in less than two minutes.
