Time-Resolved Fluorescence Measurement System for real-Time high-Throughput Microfluidic Droplet Sorting

Autor: Morgan Madec, Wassim Khaddour, Foudil Dadouche, Wilfried Uhring, Vincent Frick
Přispěvatelé: Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), univOAK, Archive ouverte
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: 18th IEEE International New Circuits and Systems Conference (NEWCAS 2020)
18th IEEE International New Circuits and Systems Conference (NEWCAS 2020), Jun 2020, Montréal, Canada. ⟨10.1109/NEWCAS49341.2020.9159813⟩
NEWCAS
DOI: 10.1109/NEWCAS49341.2020.9159813⟩
Popis: This work presents a Fluorescence Life-Time (FLT) measurement system for real-time microfluidic droplet sorting in high throughput conditions. This system is implemented using a low cost System-on-Chip (SoC) Field-Programmable Gate Array (FPGA) platform, that combines a Cyclone V FPGA with a dual-core ARM Cortex-a9 Hard Processor System (HPS). A time-correlated single photon counting system is implemented in the FPGA part and the data are transferred to the SDRAM of the HPS part to be processed by a developed bare-metal C program to extract the FLT of each droplet passing through the detection spot. According to the droplet's measured FLT, an action could be taken to sort this droplet. The system automatically detects the droplets and extracts their FLT values at different simulated droplet flow rates; from a few droplets up to 1 thousand droplets per second. Thanks to the use of a maximum Likelihood-based algorithm, the standard deviation of the measured FLTs of simulated droplets of the same material is only 30% above the theoretical quantum photon shot noise limit.
Databáze: OpenAIRE
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