Droplet Manipulation Using Acoustic Streaming Induced by a Vibrating Membrane

Analytical Chemistry

Volumn 88, Issue 11, 2016, Pages 5696-5703

  Phan, Hoang Van ^a   Alan, Tuncay ^a   Neild, Adrian ^a  

^a MONASH UNIVERSITY   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACOUSTIC STREAMING; DROPS;

AQUEOUS DROPLETS; DROPLET MANIPULATION; EXCITATION VOLTAGE; OIL FLOW RATE; OPERATING FREQUENCY; STEERING EFFECTS; VIBRATING MEMBRANES; VORTICAL FLOWS;

MEMBRANES;

EID: 84973597791     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.analchem.5b04481     Document Type: Article

References (69)

1. Whitesides, G. M. Nature 2006, 442, 368-373 10.1038/nature05058
2. Günther, A.; Jensen, K. F. Lab Chip 2006, 6, 1487-1503 10.1039/B609851G
3. Rohde, C. B.; Zeng, F.; Gonzalez-Rubio, R.; Angel, M.; Yanik, M. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 13891-13895 10.1073/pnas.0706513104
4. Song, H.; Ismagilov, R. F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14613-14619 10.1021/ja0354566
5. Hung, L.-H.; Choi, K. M.; Tseng, W.-Y.; Tan, Y.-C.; Shea, K. J.; Lee, A. P. Lab Chip 2006, 6, 174-178 10.1039/b513908b
6. Brouzes, E.; Medkova, M.; Savenelli, N.; Marran, D.; Twardowski, M.; Hutchison, J. B.; Rothberg, J. M.; Link, D. R.; Perrimon, N.; Samuels, M. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 14195-14200 10.1073/pnas.0903542106
7. Zhang, C.; Xu, J.; Ma, W.; Zheng, W. Biotechnol. Adv. 2006, 24, 243-284 10.1016/j.biotechadv.2005.10.002
8. Chiou, C.-H.; Shin, D. J.; Zhang, Y.; Wang, T.-H. Biosens. Bioelectron. 2013, 50, 91-99 10.1016/j.bios.2013.06.011
9. Pollack, M. G.; Fair, R. B.; Shenderov, A. D. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 1725-1726 10.1063/1.1308534
10. Paik, P.; Pamula, V. K.; Fair, R. B. Lab Chip 2003, 3, 253-259 10.1039/B307628H
11. Ahn, K.; Kerbage, C.; Hunt, T. P.; Westervelt, R.; Link, D. R.; Weitz, D. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 024104 10.1063/1.2164911
12. Ahn, K.; Agresti, J.; Chong, H.; Marquez, M.; Weitz, D. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 264105 10.1063/1.2218058
13. Link, D. R.; Grasland-Mongrain, E.; Duri, A.; Sarrazin, F.; Cheng, Z.; Cristobal, G.; Marquez, M.; Weitz, D. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2556-2560 10.1002/anie.200503540
14. Fidalgo, L. M.; Whyte, G.; Bratton, D.; Kaminski, C. F.; Abell, C.; Huck, W. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2042-2045 10.1002/anie.200704903
15. Baret, J.-C.; Miller, O. J.; Taly, V.; Ryckelynck, M.; El-Harrak, A.; Frenz, L.; Rick, C.; Samuels, M. L.; Hutchison, J. B.; Agresti, J. J.; Link, D. R.; Weitz, D. A.; Griffiths, A. D. Lab Chip 2009, 9, 1850-1858 10.1039/b902504a
16. Kotz, K.; Noble, K.; Faris, G. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 2658-2660 10.1063/1.1797538
17. Lorenz, R. M.; Edgar, J. S.; Jeffries, G. D.; Chiu, D. T. Anal. Chem. 2006, 78, 6433-6439 10.1021/ac060748l
18. Baroud, C. N.; Robert de Saint Vincent, M.; Delville, J.-P. Lab Chip 2007, 7, 1029-1033 10.1039/b702472j
19. Jung, J. H.; Lee, K. H.; Lee, K. S.; Ha, B. H.; Oh, Y. S.; Sung, H. J. Microfluid. Nanofluid. 2014, 16, 635-644 10.1007/s10404-013-1263-0
20. Bruus, H.; Dual, J.; Hawkes, J.; Hill, M.; Laurell, T.; Nilsson, J.; Radel, S.; Sadhal, S.; Wiklund, M. Lab Chip 2011, 11, 3579-3580 10.1039/c1lc90058g
21. Mulvana, H.; Cochran, S.; Hill, M. Adv. Drug Delivery Rev. 2013, 65, 1600-1610 10.1016/j.addr.2013.07.016
22. Carugo, D.; Octon, T.; Messaoudi, W.; Fisher, A. L.; Carboni, M.; Harris, N. R.; Hill, M.; Glynne-Jones, P. Lab Chip 2014, 14, 3830-3842 10.1039/C4LC00577E
23. Caleap, M.; Drinkwater, B. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 6226-6230 10.1073/pnas.1323048111
24. Courtney, C. R.; Demore, C. E.; Wu, H.; Grinenko, A.; Wilcox, P. D.; Cochran, S.; Drinkwater, B. W. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 154103 10.1063/1.4870489
25. Christakou, A. E.; Ohlin, M.; Önfelt, B.; Wiklund, M. Lab Chip 2015, 15, 3222-3231 10.1039/C5LC00436E
26. Shirgaonkar, I. Z.; Lanthier, S.; Kamen, A. Biotechnol. Adv. 2004, 22, 433-444 10.1016/j.biotechadv.2004.03.003
27. Hultström, J.; Manneberg, O.; Dopf, K.; Hertz, H. M.; Brismar, H.; Wiklund, M. Uultrasound Med. Biol. 2007, 33, 145-151 10.1016/j.ultrasmedbio.2006.07.024
28. Wiklund, M. Lab Chip 2012, 12, 2018-2028 10.1039/c2lc40201g
29. Collins, D. J.; Morahan, B.; Garcia-Bustos, J.; Doerig, C.; Plebanski, M.; Neild, A. Nat. Commun. 2015, 6, 8686 10.1038/ncomms9686
30. Shi, J.; Mao, X.; Ahmed, D.; Colletti, A.; Huang, T. J. Lab Chip 2008, 8, 221-223 10.1039/B716321E
31. Ding, X.; Lin, S.-C. S.; Kiraly, B.; Yue, H.; Li, S.; Chiang, I.-K.; Shi, J.; Benkovic, S. J.; Huang, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 11105-11109 10.1073/pnas.1209288109
32. Skowronek, V.; Rambach, R. W.; Schmid, L.; Haase, K.; Franke, T. Anal. Chem. 2013, 85, 9955-9959 10.1021/ac402607p
33. Ding, X.; Peng, Z.; Lin, S.-C. S.; Geri, M.; Li, S.; Li, P.; Chen, Y.; Dao, M.; Suresh, S.; Huang, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 12992-12997 10.1073/pnas.1413325111
34. Collins, D. J.; Alan, T.; Neild, A. Lab Chip 2014, 14, 1595-1603 10.1039/c3lc51367j
35. Collins, D. J.; Alan, T.; Helmerson, K.; Neild, A. Lab Chip 2013, 13, 3225-3231 10.1039/c3lc50372k
36. Sesen, M.; Alan, T.; Neild, A. Lab Chip 2014, 14, 3325-3333 10.1039/C4LC00456F
37. Franke, T.; Abate, A. R.; Weitz, D. A.; Wixforth, A. Lab Chip 2009, 9, 2625-2627 10.1039/b906819h
38. Li, S.; Ding, X.; Guo, F.; Chen, Y.; Lapsley, M. I.; Lin, S.-C. S.; Wang, L.; McCoy, J. P.; Cameron, C. E.; Huang, T. J. Anal. Chem. 2013, 85, 5468-5474 10.1021/ac400548d
39. Schmid, L.; Weitz, D. A.; Franke, T. Lab Chip 2014, 14, 3710-3718 10.1039/C4LC00588K
40. Sesen, M.; Alan, T.; Neild, A. Lab Chip 2015, 15, 3030-3038 10.1039/C5LC00468C
41. Oberti, S.; Neild, A.; Dual, J. J. Acoust. Soc. Am. 2007, 121, 778-785 10.1121/1.2404920
42. Wang, C.; Jalikop, S. V.; Hilgenfeldt, S. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 034101 10.1063/1.3610940
43. Wang, C.; Jalikop, S. V.; Hilgenfeldt, S. Biomicrofluidics 2012, 6, 012801 10.1063/1.3654949
44. Walker, R.; Gralinski, I.; Lay, K. K.; Alan, T.; Neild, A. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 163504 10.1063/1.4759127
45. Devendran, C.; Gralinski, I.; Neild, A. Microfluid. Nanofluid. 2014, 17, 879-890 10.1007/s10404-014-1380-4
46. Phan, H. V.; Şeşen, M.; Alan, T.; Neild, A. Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 193507 10.1063/1.4901951
47. Zhou, R.; Wang, C. J. Micromech. Microeng. 2015, 25, 084005 10.1088/0960-1317/25/8/084005
48. Leibacher, I.; Reichert, P.; Dual, J. Lab Chip 2015, 15, 2896-2905 10.1039/C5LC00083A
49. Lieu, V. H.; House, T. A.; Schwartz, D. T. Anal. Chem. 2012, 84, 1963-1968 10.1021/ac203002z
50. Huang, P.-H.; Xie, Y.; Ahmed, D.; Rufo, J.; Nama, N.; Chen, Y.; Chan, C. Y.; Huang, T. J. Lab Chip 2013, 13, 3847-3852 10.1039/c3lc50568e
51. Phan, H. V.; Coskun, M. B.; Sesen, M.; Pandraud, G.; Neild, A.; Alan, T. Lab Chip 2015, 15, 4206-4216 10.1039/C5LC00836K
52. Nyborg, W. Phys. Acoust. 1965, 2, 265 10.1016/B978-0-12-395662-0.50015-1
53. Hamilton, M. F.; Ilinskii, Y. A.; Zabolotskaya, E. A. J. Acoust. Soc. Am. 2003, 113, 153-160 10.1121/1.1528928
54. Muller, P. B.; Barnkob, R.; Jensen, M. J. H.; Bruus, H. Lab Chip 2012, 12, 4617-4627 10.1039/c2lc40612h
55. Tho, P.; Manasseh, R.; Ooi, A. J. Fluid Mech. 2007, 576, 191-233 10.1017/S0022112006004393
56. Patel, M. V.; Tovar, A. R.; Lee, A. P. Lab Chip 2012, 12, 139-145 10.1039/C1LC20626E
57. Ahmed, D.; Muddana, H. S.; Lu, M.; French, J. B.; Ozcelik, A.; Fang, Y.; Butler, P. J.; Benkovic, S. J.; Manz, A.; Huang, T. J. Anal. Chem. 2014, 86, 11803-11810 10.1021/ac5033676
58. Leissa, A. W. Vibration of plates; NASA SP-160, 1969.
59. Brunet, T.; Raffy, S.; Mascaro, B.; Leng, J.; Wunenburger, R.; Mondain-Monval, O.; Poncelet, O.; Aristégui, C. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 011913 10.1063/1.4733615
60. Brevis, W.; Niño, Y.; Jirka, G. Exp. Fluids 2011, 50, 135-147 10.1007/s00348-010-0907-z
61. Yamada, M.; Nakashima, M.; Seki, M. Anal. Chem. 2004, 76, 5465-5471 10.1021/ac049863r
62. Gor'kov, L. Soviet Physics Doklady 1962, 6, 773
63. Barnkob, R.; Augustsson, P.; Laurell, T.; Bruus, H. Phys. Rev. E 2012, 86, 056307 10.1103/PhysRevE.86.056307
64. Agrawal, P.; Gandhi, P. S.; Neild, A. J. Appl. Phys. 2014, 115, 174505 10.1063/1.4874395
65. Agrawal, P.; Gandhi, P. S.; Neild, A. Microfluid. Nanofluid. 2015, 19, 1209-1219 10.1007/s10404-015-1640-y
66. Augustsson, P.; Åberg, L. B.; Swärd-Nilsson, A.-M. K.; Laurell, T. Microchim. Acta 2009, 164, 269-277 10.1007/s00604-008-0084-4
67. Destgeer, G.; Ha, B. H.; Park, J.; Jung, J. H.; Alazzam, A.; Sung, H. J. Anal. Chem. 2015, 87, 4627-4632 10.1021/acs.analchem.5b00525
68. Xia, Y.; Whitesides, G. M. Annu. Rev. Mater. Sci. 1998, 28, 153-184 10.1146/annurev.matsci.28.1.153
69. Alan, T.; Yokosawa, T.; Gaspar, J.; Pandraud, G.; Paul, O.; Creemer, F.; Sarro, P. M.; Zandbergen, H. W. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 081903 10.1063/1.3688490