A growing number of pollutants are being shown to have a large environmental and health impact resulting in stricter legislative limits. Increased environmental monitoring is forcing analytical chemists to consider automating and miniaturizing current standard methods. Instrumentation and sample handling techniques for centrifugal microfluidic devices in motion have been developed with the objective of integrating multi-step reactions into a single device for the analysis of environmental solid samples.In order to study and optimize centrifugal microfluidic devices in motion, motorized stages integrating a camera, strobe and a variety of other peripheral components were developed. These allowed precise control of the devices throughout the methods' spin sequences and simultaneous acquisition of a series of stop action photographs of the devices.Non-contact methodologies for sample introduction, preparation and extraction on centrifugal microfluidic devices in motion are presented. To achieve this, hybrid fabrication techniques including the use of 3D printers were investigated and a World-to-Disk interface permitting the introduction of a solution gradient to a spinning device was developed. The interaction of integrated mobile magnets with a series of fixed magnets placed below the spinning devices was also investigated resulting in the development of both a magnetically actuated solid sample preparation and a magnetically actuated liquid-solid extraction technique. New automated and miniaturized methods for the analysis of environmentally important species such as polycyclic aromatic hydrocarbons and pesticides in solid samples are presented. / Les polluants ont des impacts importants sur la santé et l'environnement résultant à des restrictions accrues des limites législatives. Cette surveillance environnementale accrue pousse les chimistes analytiques vers l'automatisation et la miniaturisation des méthodes de référence actuelles. L'analyse d'échantillons environnementaux solides bénéficiera de cette envolée par le développement de nouveaux instruments et techniques de manipulation d'échantillon via des dispositifs microfluidiques centrifuges qui intègrent des réactions à étapes multiples sur un dispositif unique.Afin d'étudier et d'optimiser les dispositifs microfluidiques centrifuges en mouvement, des plateformes motorisées qui incluent une caméra, une lumière stroboscopique et une variété d'autres composantes périphériques ont été développées. Celles-ci ont permis le contrôle efficace des dispositifs tout au long des séquences giratoires et l'acquisition simultanée de séries de photographies en arrêt sur image.Des méthodologies sont présentées pour l'introduction, la préparation et l'extraction d'échantillons sur des dispositifs microfluidiques centrifuges en mouvement. Ceci fut réalisé grâce à la recherche de techniques de fabrication hybrides incluant l'utilisation d'imprimantes 3D menant au développement d'une interface permettant l'introduction de solutés à concentrations variables aux dispositifs en mouvement. De plus, l'interaction d'aimants mobiles intégrés avec une série d'aimants fixes placée sous les dispositifs en mouvement a mené au développement des techniques de préparation d'échantillons solides par force magnétique et d'extraction liquide-solide d'échantillons par force magnétique. De nouvelles méthodes automatisées et miniaturisées ont été développées pour l'analyse d'espèces environnementales importantes telles que les hydrocarbures polycycliques aromatisés et les pesticides dans des échantillons solides.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110441 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Duford, David |
| Contributors | Eric Dunbar Salin (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Chemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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