1. Filter-less submicron hydrodynamic size sorting
- Author
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Pierre Joseph, Antoine Naillon, Zineb Yanha, Maud-Alix Mader, Marc Fouet, Sébastien Cargou, Anne Marie Gué, Sabri Iraïn, Équipe Nano Ingénierie et Intégration des Systèmes (LAAS-N2IS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), RTRA-STAE, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
- Subjects
Materials science ,Microfluidics ,Biomedical Engineering ,Bioengineering ,02 engineering and technology ,01 natural sciences ,Biochemistry ,law.invention ,Dimension (vector space) ,law ,Filter-less ,Electronic engineering ,[PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph] ,[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,Filtration ,hydrodynamic ,010401 analytical chemistry ,Sorting ,General Chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Chip ,0104 chemical sciences ,Volumetric flow rate ,Lamination (geology) ,Filter (video) ,submicron ,0210 nano-technology ,Biological system - Abstract
International audience; We propose a simple microfluidic device able to separate submicron particles (critical size ~0.1 µm) from a complex sample with no filter (minimum channel dimension being 5 µm), by hydrodynamic filtration. A model taking into account the actual velocity profile and hydrodynamic resistances enables predicting the chip sorting properties for any geometry. Two design families are studied to obtain (i) small sizes within minutes (low-aspect ratio, two-level chip) and (ii) micron-sized sorting with µL flowrate (3D architecture based on lamination). We obtain quantitative agreement of sorting performances both with experiments and with numerical solving, and determine the limits of the approach. We therefore demonstrate a passive, filter-less sub-micron size sorting with simple, robust, easy to fabricate design.
- Published
- 2016