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Erschienen in: Experiments in Fluids 3/2012

01.09.2012 | Research Article

Imaging diffusion in a microfluidic device by third harmonic microscopy

verfasst von: Uwe Petzold, Andreas Büchel, Steffen Hardt, Thomas Halfmann

Erschienen in: Experiments in Fluids | Ausgabe 3/2012

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Abstract

We monitor and characterize near-surface diffusion of miscible, transparent liquids in a microfluidic device by third harmonic microscopy. The technique enables observations even of transparent or index-matched media without perturbation of the sample. In particular, we image concentrations of ethanol diffusing in water and estimate the diffusion coefficient from the third harmonic images. We obtain a diffusion coefficient D = (460 ± 30) μm2/s, which is consistent with theoretical predictions. The investigations clearly demonstrate the potential of harmonic microscopy also under the challenging conditions of transparent fluids.

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Literatur
Zurück zum Zitat Barad Y, Eisenberg H, Horowitz M, Silberberg Y (1997) Nonlinear scanning laser microscopy by third harmonic generation. Appl Phys Lett 70:922–924CrossRef Barad Y, Eisenberg H, Horowitz M, Silberberg Y (1997) Nonlinear scanning laser microscopy by third harmonic generation. Appl Phys Lett 70:922–924CrossRef
Zurück zum Zitat Boyd R (2008) Nonlinear optics, 3rd edn. Academic Press, Amsterdam Boyd R (2008) Nonlinear optics, 3rd edn. Academic Press, Amsterdam
Zurück zum Zitat Carriles R, Schafer D, Sheetz K et al (2009) Invited review article: imaging techniques for harmonic and multiphoton absorption fluorescence microscopy. Rev Sci Instrum 80:081101. doi:10.1063/1.3184828 CrossRef Carriles R, Schafer D, Sheetz K et al (2009) Invited review article: imaging techniques for harmonic and multiphoton absorption fluorescence microscopy. Rev Sci Instrum 80:081101. doi:10.​1063/​1.​3184828 CrossRef
Zurück zum Zitat Cheng J-X, Xie XS (2004) Coherent Anti-Stokes Raman scattering microscopy: instrumentation, theory, and applications. J Phys Chem B 108:827–840CrossRef Cheng J-X, Xie XS (2004) Coherent Anti-Stokes Raman scattering microscopy: instrumentation, theory, and applications. J Phys Chem B 108:827–840CrossRef
Zurück zum Zitat Cleland AN (2003) Foundation of nanomechanics. Springer, Heidelberg Cleland AN (2003) Foundation of nanomechanics. Springer, Heidelberg
Zurück zum Zitat Duncan MD, Reintjes J, Manuccia TJ (1982) Scanning coherent anti-Stokes Raman microscope. Opt Lett 7:350–352CrossRef Duncan MD, Reintjes J, Manuccia TJ (1982) Scanning coherent anti-Stokes Raman microscope. Opt Lett 7:350–352CrossRef
Zurück zum Zitat Hellwarth R, Christensen P (1975) Nonlinear optical microscope using second harmonic generation. Appl Opt 14:247–248CrossRef Hellwarth R, Christensen P (1975) Nonlinear optical microscope using second harmonic generation. Appl Opt 14:247–248CrossRef
Zurück zum Zitat Hessel V, Renken A, Schonten JC, Yoshida J-I (2008) Micro process engineering. Wiley-VCH, Weinheim Hessel V, Renken A, Schonten JC, Yoshida J-I (2008) Micro process engineering. Wiley-VCH, Weinheim
Zurück zum Zitat Hinsmann P, Frank J, Svasek P et al (2001) Design, simulation and application of a new micro mixing device for time resolved infrared spectroscopy of chemical reactions in solution. Lab Chip 1:16–21. doi:10.1039/b104391a CrossRef Hinsmann P, Frank J, Svasek P et al (2001) Design, simulation and application of a new micro mixing device for time resolved infrared spectroscopy of chemical reactions in solution. Lab Chip 1:16–21. doi:10.​1039/​b104391a CrossRef
Zurück zum Zitat Ohno K-I, Tachikawa K, Manz A (2008) Microfluidics: applications for analytical purposes in chemistry and biochemistry. Electrophoresis 29:4443–4453. doi:10.1002/elps CrossRef Ohno K-I, Tachikawa K, Manz A (2008) Microfluidics: applications for analytical purposes in chemistry and biochemistry. Electrophoresis 29:4443–4453. doi:10.​1002/​elps CrossRef
Zurück zum Zitat Petzold U, Büchel A, Halfmann T (2012) Effects of laser polarization and interface orientation in harmonic generation microscopy. Opt Express 20:967–971CrossRef Petzold U, Büchel A, Halfmann T (2012) Effects of laser polarization and interface orientation in harmonic generation microscopy. Opt Express 20:967–971CrossRef
Zurück zum Zitat Schafer D, Müller M, Bonn M et al (2009) Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy for quantitative characterization of mixing and flow in microfluidics. Opt Lett 34:211–213CrossRef Schafer D, Müller M, Bonn M et al (2009) Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy for quantitative characterization of mixing and flow in microfluidics. Opt Lett 34:211–213CrossRef
Zurück zum Zitat Squier J, Müller M, Brakenhoff GJ, Wilson KR (1998) Third harmonic generation microscopy. Opt Express 3:315–324CrossRef Squier J, Müller M, Brakenhoff GJ, Wilson KR (1998) Third harmonic generation microscopy. Opt Express 3:315–324CrossRef
Zurück zum Zitat Strehle KR, Cialla D, Rösch P et al (2007) A reproducible surface-enhanced Raman spectroscopy approach. Online SERS measurements in a segmented microfluidic system. Anal Chem 79:1542–1547. doi:10.1021/ac0615246 CrossRef Strehle KR, Cialla D, Rösch P et al (2007) A reproducible surface-enhanced Raman spectroscopy approach. Online SERS measurements in a segmented microfluidic system. Anal Chem 79:1542–1547. doi:10.​1021/​ac0615246 CrossRef
Zurück zum Zitat Tyn MT, Calus WF (1975) Temperature and concentration dependence of mutual diffusion coefficients of some binary liquid systems. J Chem Eng Data 20:310–316. doi:10.1021/je60066a009 CrossRef Tyn MT, Calus WF (1975) Temperature and concentration dependence of mutual diffusion coefficients of some binary liquid systems. J Chem Eng Data 20:310–316. doi:10.​1021/​je60066a009 CrossRef
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Metadaten
Titel
Imaging diffusion in a microfluidic device by third harmonic microscopy
verfasst von
Uwe Petzold
Andreas Büchel
Steffen Hardt
Thomas Halfmann
Publikationsdatum
01.09.2012
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Experiments in Fluids / Ausgabe 3/2012
Print ISSN: 0723-4864
Elektronische ISSN: 1432-1114
DOI
https://doi.org/10.1007/s00348-012-1321-5

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