BS IEC 62047-48:2024
Полупроводниковые приборы. Микроэлектромеханические устройства. Метод испытаний для определения концентрации раствора методом оптического поглощения с использованием жидкостного устройства МЭМС.

Стандартный №

BS IEC 62047-48:2024

Дата публикации

2024

Разместил

British Standards Institution (BSI)

Последняя версия

BS IEC 62047-48:2024

сфера применения

Техническая база стандарта

BS IEC 62047-48:2024, ключевой стандарт в области микроэлектромеханических систем (МЭМС), впервые определяет метод измерения концентрации раствора методом оптического поглощения с использованием жидкостных МЭМС-устройств. Настоящий стандарт разработан подкомитетом 47F МЭК и обнародован Британским институтом стандартов (BSI) 30 июня 2024 года.

---

Основной принцип испытания

Стандарт устанавливает модель расчета концентрации на основе закона Бера-Ламберта: A = a·b·c, где:

• Прозрачная крышка: Стеклянный материал толщиной 0,5–1 мм
• Подложка микроканала: Микрообрабатываемые материалы, такие как кремний, с глубиной канала в сотни микрометров
• Оптическая система выравнивания: Источник лазера и фотодетектор должны быть расположены перпендикулярно микроканалу

Требования к основным размерам

Конструкция микроканала должна соответствовать следующим требованиям:

• Ширина > Диаметр пятна лазера (75% энергетической области гауссова распределения)
• Длина ≥ 3 мм для обеспечения полностью развитого ламинарного потока
• Общий размер устройства обычно находится в диапазоне сантиметров

---

Процесс проведения теста

1. Калибровка системы: Используйте стандартный раствор известной концентрации для калибровки молярной поглощательной способности
2. Стабилизация температуры: Температура поверхности устройства должна быть постоянной относительно целевого значения ±1 °C
3. Статическое измерение: Испытайте раствор в статическом состоянии с помощью микроинъекционного насоса
4. Проверка данных: Каждый образец необходимо измерить три раза, и взять среднее значение

---

Развитие технологий Анализ

По сравнению с традиционным кюветным тестированием этот стандарт предлагает значительные технологические достижения в следующих областях:

Параметр	Физическое значение	Единица	Требования к измерению
Поглощение (A)	Степень поглощения раствора при определенной длине волны света	Безразмерная величина	Отношение интенсивности падающего и прошедшего света должно быть записано
Молярный коэффициент поглощения (a)	Характерный параметр материала	М-1см-1	Требуется предварительная калибровка со стандартным раствором

Сравнительные размеры	Традиционные методы	Методы МЭМС
Расход образца	Уровень миллилитра	Микромодернизация
Объем системы обнаружения	Настольное оборудование	Интеграция на уровне чипа
Время отклика	Минуты	Секунды
Многопараметрический Обнаружение	Однофункциональное	Интегрируемые модули смешивания/реакции

---

Примеры применения

Медицинские диагностические системы: Устройство для оказания медицинской помощи (POCT) использует рекомендуемую стандартом многослойную связующую структуру, объединяющую предварительную обработку образца, биохимические реакции и оптическое обнаружение на чипе размером 20×20 мм, что позволяет достичь погрешности обнаружения концентрации глюкозы в крови <2%.

Мониторинг окружающей среды: Для тестирования на тяжелые металлы в воде УФ-отвержденный микрофлюидный канал контролирует длину оптического пути до 500±25 мкм. В сочетании со стандартизированным алгоритмом температурной компенсации это устройство достигает предела обнаружения 0,1 ppm для Cd²⁺.

---

Рекомендации по внедрению

• Выбор материала: Для достижения баланса светопропускания и герметизации предпочтительнее использовать комбинацию PDMS-стекла.
• Управление процессом: Обработка микроканала должна гарантировать, что вертикальность боковой стенки превышает 85°, чтобы избежать рассеивания света.
• План валидации: Для валидации метода рекомендуется использовать стандартный эталонный материал NIST SRM 84b.
• Контроль ошибок: Датчик температуры должен быть интегрирован в пределах 5 мм от канала потока.