Microfluidic in-line dynamic light scattering with a commercial fibre optic system

Autor: Luis M. G. Torquato, Nelson Hélaine, Yufan Cui, Roisin O'Connell, Jérémie Gummel, Eric S. J. Robles, David Jacob, João T. Cabral
Přispěvatelé: Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N), Université de Bordeaux (UB)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), 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 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)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Cordouan Technologies, Imperial College London
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Lab on a Chip
Lab on a Chip, 2023, ⟨10.1039/d3lc00062a⟩
ISSN: 1473-0189
1473-0197
Popis: We report the coupling of dynamic light scattering (DLS) in microfluidics, using a contact-free fibre-optic system, enabling the under-flow characterisation of a range of solutions, dispersions, and structured fluids. The system is evaluated and validated with model systems, specifically micellar and (dilute) polymer solutions, and colloidal dispersions of different radii (∼1-100 nm). A systematic method of flow-DLS analysis is examined as a function of flow velocity (0-16 cm s-1), and considerations of the relative contribution of 'transit' and 'Brownian' terms enable the identification of regions where (i) a quiescent approximation suffices, (ii) the flow-DLS framework holds, as well as (iii) where deviations are found, until eventually (iv) the convection dominates. We investigate practically relevant, robust setups, namely that of a capillary connected to microdevice, as well as direct measurement on a glass microdevice, examining the role of capillary dimensions and challenges of optical alignment. We conclude with a demonstration of a continuous flow measurement of a binary surfactant/salt solution, whose micellar dimensions vary with composition, characterised with hundreds of data points (every ∼5 s) and adequate statistics, within a few minutes.
Databáze: OpenAIRE
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