5. Example of application: algal concentration
measurement
As an example of application of organic optoelectronic devices
integrated into a microfluidic chip, we present here the use of fluorescence
measurements for the evaluation of algae concentration
in a solution.
The fluorescence sensor consists of a blue DPVBi OLED, a PTB3
OPD, a short- and a long-pass filters. Emission and excitation filters
were fabricated using a combination of various dyes. Yellow 34,
acid red 73 and basic violet 3 with three appropriate concentrations
have been used in the gelatin resin to make a long-pass filter. The
excitation filter was fabricated using (TOMA)2CoBr4 metal complex.
The PDMS microfluidic chip is placed on top of a 1 mm thick
glass slide (Fig. 10). A blue organic light emitting diode was directly
placed underneath the detection chamber to excite algal preparations.
A filter (excitation filter) was placed between the organic
light emitting diode (OLED) and the detection chamber in order
to cut the part of the OLED emission that could affect the fluorescence
measurement. A second filter (emission filter) was placed
between the detection chamber and the photodetector in order to
remove the remaining light emitted from the OLED and which was
not absorbed by the algae in order to only detect the fluorescence signal from the chlorophyll. The organic photodetector (OPD) was
placed on top of the detection chamber to sense the fluorescent
light.
The photocurrent generated by the OPD was converted to voltage
by a current/voltage amplifier (Analog Devices AD549) and fed
into the voltage port of an acquisition card (USB-1408FS) at 1 kHz.
As we will show here below, each ofthose components was optimized
for phytoplankton (Green algae Chlamydomonas reinhardtii,
CC-125) fluorescence measurement. The algae were cultivated in
high salt medium (HSM) (pH = 6.8), at 25 ◦C under a light intensity
of 100 mol m−2 s−1.
Fig. 11 shows the spectral characteristics for green algae and for
all the optical components of our fluorescence sensor. As it can be
seen in Fig. 11, the light absorption of green algae is mainly concentrated
on two absorption ranges situated at 400–500 nm and
650–680 nm. As we can also see in Fig. 11, CC125 algae have only
one fluorescence emission peak, which is situated around 685 nm
(Fig. 11). The blue OLED that was fabricated in our lab has an emission
peak situated at around 485 nm, which nicely overlaps one of
the spectral algal absorption ranges (400–500 nm). The fabricated
PTB3 OPD had a broadband photo response ranging from 600 to
700 nm, which entirely covers the algal fluorescence emission then
maximizing the output signal of the OPD. In order to underline the
importance of the adjustment of the spectral characteristics of the
different optical components of our sensor, we alsoplottedinFig. 11
the transmittance characteristics of the emission and excitation filters.
The long-pass emission filter has a cutoff wavelength of about
667 nm and a transmittance of more than 80% for wavelengths
above 700 nm. The fabricated short-pass excitation filter has a cutoff
wavelength of about 626 nm with a transmittance larger than
70%for wavelengths below 600 nm.As we cansee,the cut-off wavelength
of the excitation filter was adjusted in order to remove the
tailing red component ofthe OLED that could have overlapped with
the fluorescence peak of the algae. For the emission filter, the cutoff
wavelength was adjusted in order not to remove any of the signals
from the algae fluorescence emission, but absorbing photons with
wavelengths above this fluorescent peak which will have reached
the OPD and interfere with the fluorescence signal.
In order to evaluate the efficiency of our fluorescence sensor
for algae measurements, different concentrations of algae were
injected into the microfluidic platform and then their fluorescence
signal was measured. Fig. 12 shows the fluorescence signals
detected by the OPD when solutions of three different algal concentrations
(3 M, 4.5 M and 6 M cell/mL) were enlightened with
a 1.2 s OLED pulse. As we can see, for each algal solution, the
fluorescence signal intensity of healthy algae gradually increased
to peak at 350 ms then subsequently decreased. The first part of
the fluorescence kinetic indicates the progressive reduction of PSII
reaction centers. After reaching the maximal fluorescence level,the
fluorescence signal begins to decrease due to photochemical and
non-photochemical quenching processes. Moreover, we can also
see in Fig. 12 that the fluorescence intensity is proportional to the
concentration of algae, which indicates that the developed sensor
could be used to quantify the algal concentration by fluorescence.
5. ตัวอย่างของโปรแกรมประยุกต์: สมาธิ algalวัดเป็นตัวอย่างของการประยุกต์อุปกรณ์ optoelectronic อินทรีย์รวมอยู่ในชิ microfluidic เรานำเสนอที่นี่ใช้ fluorescenceการวัดประเมินผลของความเข้มข้นของสาหร่ายในการแก้ไขปัญหาการเซ็นเซอร์ fluorescence ประกอบด้วยตัวสีฟ้า DPVBi OLED, PTB3 การผู้ป่วยนอก การย่อและกรองผ่านลอง ตัวกรองมลพิษและในการกระตุ้นมีหลังสร้างโดยใช้การรวมกันของสีต่าง ๆ สีเหลือง 34กรด 73 สีแดงและม่วงพื้นฐาน 3 กับ 3 ความเข้มข้นที่เหมาะสมการใช้เรซินตุ๋นเพื่อให้ตัวกรองยาวผ่าน ที่กรองในการกระตุ้นถูกหลังสร้างใช้โลหะ 2CoBr4 (TOMA) ที่ซับซ้อนชิ microfluidic PDMS อยู่บนมม. 1 หนากระจกสไลด์ (Fig. 10) ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์สีน้ำเงินได้โดยตรงอยู่ใต้หอตรวจการกระตุ้น algal เตรียมตัว (ตัวกรองในการกระตุ้น) ถูกวางไว้ระหว่างที่อินทรีย์แสงที่เปล่งไดโอด (OLED) และห้องตรวจในใบสั่งตัดส่วนของมลพิษ OLED ที่สามารถส่งผลกระทบต่อการ fluorescenceวัด ตัวที่สอง (ตัวกรองมลพิษ) ถูกวางห้องตรวจและ photodetector เพื่อเอาแสงที่เหลือออกจากแบบ OLED ซึ่งเป็นไม่ดูดซึม โดยสาหร่ายเพื่อเฉพาะ ตรวจพบสัญญาณ fluorescence จากคลอโรฟิลล์ มี photodetector อินทรีย์ (ผู้ป่วยนอก)อยู่ด้านบนของหอตรวจสัมผัสฟลูออเรสเซนต์ที่แสงPhotocurrent ที่สร้างขึ้น โดยผู้ป่วยนอกถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าโดยขยายกระแส/แรงดันไฟฟ้า (แอนะล็อกอุปกรณ์ AD549) และอาหารเข้าท่าแรงซื้อบัตร (USB 1408FS) ที่ 1 kHzเป็นเราจะแสดงที่นี่ด้านล่าง แต่ละคอมโพเนนต์ ofthose ไม่เหมาะสำหรับ phytoplankton (Chlamydomonas สาหร่ายเขียว reinhardtiiCC-125) วัด fluorescence สาหร่ายได้ปลูกในกลางเกลือสูง (HSM) (pH = 6.8), ที่ 25 ◦C ภายใต้ความเข้มแสงของ 100 โมล m−2 s−1Fig. 11 แสดงลักษณะสเปกตรัม สำหรับสาหร่ายสีเขียว และแสงองค์ประกอบของเซ็นเซอร์ fluorescence ของเรา มันจะมีเห็นใน Fig. 11 ดูดซึมแสงของสาหร่ายสีเขียวเป็นส่วนใหญ่เข้มข้นในสองช่วงการดูดซึมอยู่ที่ 400-500 nm และ650-680 nm นอกจากนี้ยังเห็นใน Fig. 11 สาหร่าย CC125 มีเท่านั้นหนึ่ง fluorescence ปล่อยก๊าซสูงสุด ซึ่งอยู่ประมาณ 685 เหรียญ nm(Fig. 11) OLED สีฟ้าที่มีหลังสร้างห้องแล็บของเรามีการปล่อยก๊าซสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 485 nm ซึ่งทับซ้อนหนึ่งดีช่วงดูดซึม algal สเปกตรัม (400-500 nm) การประดิษฐ์ผู้ป่วยนอก PTB3 มีการตอบสนองภาพที่ความเร็วสูงตั้งแต่ 600700 nm ซึ่งทั้งหมดครอบคลุมมลพิษ algal fluorescence แล้วเพิ่มสัญญาณของผู้ป่วยนอก การขีดเส้นใต้ความสำคัญของการปรับปรุงลักษณะของสเปกตรัมแสงประกอบแตกต่างกันของเซ็นเซอร์ของเรา เรา alsoplottedinFig 11ลักษณะ transmittance กรองมลพิษและในการกระตุ้นThe long-pass emission filter has a cutoff wavelength of about667 nm and a transmittance of more than 80% for wavelengthsabove 700 nm. The fabricated short-pass excitation filter has a cutoffwavelength of about 626 nm with a transmittance larger than70%for wavelengths below 600 nm.As we cansee,the cut-off wavelengthof the excitation filter was adjusted in order to remove thetailing red component ofthe OLED that could have overlapped withthe fluorescence peak of the algae. For the emission filter, the cutoffwavelength was adjusted in order not to remove any of the signalsfrom the algae fluorescence emission, but absorbing photons withwavelengths above this fluorescent peak which will have reachedthe OPD and interfere with the fluorescence signal.In order to evaluate the efficiency of our fluorescence sensorfor algae measurements, different concentrations of algae wereinjected into the microfluidic platform and then their fluorescencesignal was measured. Fig. 12 shows the fluorescence signalsdetected by the OPD when solutions of three different algal concentrations(3 M, 4.5 M and 6 M cell/mL) were enlightened witha 1.2 s OLED pulse. As we can see, for each algal solution, thefluorescence signal intensity of healthy algae gradually increasedto peak at 350 ms then subsequently decreased. The first part ofthe fluorescence kinetic indicates the progressive reduction of PSIIreaction centers. After reaching the maximal fluorescence level,thefluorescence สัญญาณเริ่มลดลงเนื่องจาก photochemical และไม่ photochemical ชุบด้วยกระบวนการ นอกจากนี้ เรายังสามารถดูใน 12 Fig. ที่ความเข้ม fluorescence เป็นสัดส่วนกับการความเข้มข้นของสาหร่าย ซึ่งหมายถึงการพัฒนาเซ็นเซอร์ไม่สามารถใช้วัดปริมาณความเข้มข้น algal fluorescence การ
การแปล กรุณารอสักครู่..

5 . ตัวอย่างของการใช้ : ใช้วัดความเข้มข้น
เป็นตัวอย่างของการใช้อุปกรณ์ optoelectronic อินทรีย์
รวมอยู่ในชิปไมโครฟลูอิดิก เรานำเสนอที่นี่ใช้ของการวัดเพื่อประเมินผลของการ
ความเข้มข้นของสาหร่ายในโซลูชั่น
เซ็นเซอร์ประกอบด้วย dpvbi สีฟ้าเรืองแสง OLED , ptb3
OPD , สั้น และระยะยาวผ่านตัวกรองการปล่อยและแผ่นกรอง
ถูกประดิษฐ์โดยใช้การรวมกันของสีต่างๆ สีเหลือง 34
กรดแดงและพื้นฐานสีม่วง 3 กับ 3 เหมาะสมความเข้มข้น
ถูกใช้ในเจลาติน เรซิน เพื่อให้ตัวกรองผ่านยาว
กรองกระตุ้นถูกสร้างขึ้นมาโดยใช้ ( โทมะ ) 2cobr4 โลหะซับซ้อน
โดยไมโครฟลูอิดิกชิปถูกวางไว้บนด้านบนของภาพนิ่ง กระจกหนา 1 mm
( รูปที่ 10 )สีฟ้าเปล่งแสงอินทรีย์ ไดโอดอยู่ตรง
วางใต้หอเพื่อกระตุ้นการเริ่มต้นการเตรียม .
ตัวกรอง ( กรองความตื่นเต้น ) อยู่ระหว่าง
ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ ( OLED ) และการตรวจสอบห้องเพื่อ
ตัดส่วนหนึ่งของ OLED ซึ่งอาจมีผลต่อการเรืองแสง
การวัด ตัวกรอง ( ตัวกรองไอเสีย 2 ) วางอยู่
ระหว่างการตรวจสอบห้องและโฟโตดีเทกเตอร์เพื่อ
ลบเหลือแสงที่ออกมาจาก OLED ซึ่งถูก
ไม่ดูดซึมโดยสาหร่ายเพื่อที่จะเพียง แต่การตรวจสอบสัญญาณการเรืองแสงจากคลอโรฟิลล์ ที่โฟโตดีเทกเตอร์อินทรีย์ ( OPD ) คือ
วางไว้ด้านบนของการตรวจห้องให้ความรู้สึกสว่างเรืองแสง
.
กระแสโฟโตที่เกิดจากการเลี้ยงที่ถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้า
โดยเครื่องขยายเสียงในปัจจุบัน / แรงดันไฟฟ้า ( Analog Devices ad549 ) และเลี้ยง
เป็นแรงดันพอร์ตของที่ซื้อบัตร ( usb-1408fs ) ที่ 1 kHz .
ที่เราจะแสดงที่นี่ด้านล่าง แต่ละคอมโพเนนต์มันจะเป็นเหมาะ
สำหรับแพลงก์ตอนพืช ( สาหร่ายสีเขียวคลาไมโดโมแนส reinhardtii
, cc-125 ) การวัดการเรืองแสง . สาหร่ายปลูกใน
เกลือสูง ( HSM ) ปานกลาง ( pH = 7 ) ที่อุณหภูมิ 25 C
◦ภายใต้ความเข้มแสง100 mol m − 2 s − 1 .
รูปที่ 11 แสดงลักษณะสเปกตรัมของสาหร่ายสีเขียวและ
ส่วนประกอบทั้งหมดของเซ็นเซอร์แสงเรืองของเรา มันสามารถเห็นได้ในรูปที่ 11
, การดูดกลืนแสงของสาหร่ายสีเขียวเข้มข้น
ส่วนใหญ่สองการดูดซึมช่วงตั้งอยู่ที่ 400 – 500 nm และ
650 - 680 นาโนเมตร ในฐานะที่เราสามารถเห็นในรูปที่ 11 cc125 สาหร่ายมีการเล็ดรอด
หนึ่งสูงสุดซึ่งตั้งอยู่ประมาณ 685 nm
( รูปที่ 11 ) สีฟ้า OLED ที่ถูกประดิษฐ์ในแล็บของเรามีการปล่อย
ยอดตั้งอยู่ที่ประมาณ 485 nm ซึ่งทางทับหนึ่ง
การดูดซึมสาหร่ายสเปกตรัมช่วง ( 400 – 500 nm ) ประดิษฐ์
ptb3 OPD มีบรอดแบนด์ภาพการตอบสนองตั้งแต่ 600
700 nm ซึ่งทั้งหมดครอบคลุมสาหร่ายเรืองแสงออกมาแล้ว
การเพิ่มสัญญาณของ OPD . เพื่อขีดเส้นใต้
ความสำคัญของการปรับตัวของลักษณะสเปกตรัมของแสงที่แตกต่างกันขององค์ประกอบ
เซ็นเซอร์ของเรา เรา alsoplottedinfig . 11
การลักษณะของการกระตุ้นและตัวกรอง .
ยาวผ่านการตัดตัวกรองมีความยาวคลื่นประมาณ
667 nm และการส่งผ่านของมากกว่า 80 %
ข้างบนความยาวคลื่น 700 nm . การแต่งเรื่องสั้นผ่านแผ่นกรองมีตัด
ความยาวคลื่นของเกี่ยวกับ 626 nm ที่มีการส่งผ่านใหญ่กว่า
70% สำหรับความยาวคลื่น 600 นาโนเมตร ด้านล่าง ที่เรา cansee , ตัดแสง
ของกรองกระตุ้นปรับเพื่อที่จะเอาองค์ประกอบของ OLED
ตามสีแดงที่อาจจะทับซ้อนกับ
เรืองแสงด้วยจุดสูงสุดของสาหร่าย สำหรับตัวกรองมลพิษ ตัด
ความยาวคลื่นปรับเพื่อไม่ให้ลบใด ๆของสัญญาณ
จากสาหร่ายเรืองแสงออกมา แต่ดูดซับโฟตอนที่มีความยาวคลื่นสูงสุด
ข้างบนเรืองแสงนี้ซึ่งจะมาถึง
OPD และรบกวนสัญญาณฟลูออเรสเซนต์ .
เพื่อประเมินประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์
ฟลูออเรสเซนซ์สำหรับการวัดระดับความเข้มข้นของสาหร่าย สาหร่ายถูกฉีดเข้าไปในแพลตฟอร์มไมโครฟลูอิดิก
แล้วสัญญาณของการวัด รูปที่ 12 แสดงการส่งสัญญาณ
ตรวจพบโดย OPD เมื่อแก้ไขที่แตกต่างกันสามสาหร่ายเข้มข้น
3 M , 4.5 เมตร และ 6 เมตร เซลล์ / มิลลิลิตรพุทธะกับ
1.2 S OLED ชีพจร ดังจะเห็นได้ว่า แต่ละโซลูชั่น
ความเข้มของสัญญาณของสาหร่ายเรืองแสงสุขภาพเพิ่มขึ้น
สูงสุดที่ 350 ms แล้วต่อมาลดลง ส่วนแรกของตัวบ่งชี้
เรืองแสงลดความก้าวหน้าของศูนย์ปฏิ psii
หลังจากถึงระดับการสูงสุด , สัญญาณ
เรืองเริ่มลดลงเนื่องจากและไม่ดับ 2
2 กระบวนการ นอกจากนี้ เรายังสามารถ
เห็นในรูปที่ 12 ที่เรืองแสงเข้มเป็นสัดส่วนกับ
ความเข้มข้นของสาหร่ายซึ่งแสดงว่าการพัฒนาเซนเซอร์
สามารถใช้วัดปริมาณความเข้มข้นของสาหร่ายโดย
เรืองแสงด้วย
การแปล กรุณารอสักครู่..
