طراحي و شبيه سازي يك ميكروميكسر بهينه به منظور لايز سلولي شيميايي بر ديسك هاي گريز از مركز

كارشناسي ارشد

ميكروسيال دوراني يك زيرشاخه از ميكروسيالات است كه با بهره‌گيري از نيروهاي گريز از مركز باعث مي شود سيال در شبكه‌هاي محصور شده در سيستم‌هاي ديسك شكل دوار حركت كند. اين شبكه‌ها امكان انجام تجزيه و تحليل‌هاي شيميايي و يا بيولوژيكي را مهيا مي كنند و مي توانند در نهايت منجر به ساخت دستگاه هايي با قابليت جايگزيني دستگاه‌هاي رايج براي تشخيص‌هاي پزشكي شوند. المان هاي مهم در ميكروسيالات دوراني شامل دريچه، مخلوط سازي، جداسازي، اندازه گيري و شناسايي مي باشد. المان مخلوط سازي يكي از مهمترين المان ها است كه كاربردهاي مختلفي دارد و هدف از طراحي اين المان رسيدن به يكنواختي و پخش همگن دو نمونه معرف است. ميكروميكسرهاي طراحي شده در ميكروسيالات به دو نوع خودفعال(اختلاط توسط هندسه ميكروكانال ها) و فعال شونده(اختلاط توسط عامل خارجي) تقسيم بندي مي شوند. به عنوان اولين روش پيش پردازش سلول، لايز سلول يا اختلال در غشاي سلولي نقش مهمي را در بدست آوردن اجزاي درون سلولي ايفا مي كند. از روش‌هاي مخلف لايز سلولي، عمدتا دو روش لايز مكانيكي و شيميايي در ميكروسيالات گريز از مركز استفاده شده‌است. در تحقيق حاضر، طراحي و شبيه سازي ميكروميكسر خودفعالِ جديد به منظور لايز شيميايي سلول ها ارائه شده است. اين روش مبتني بر استفاده از ميكروميكسر انقباض-انبساطي به منظور اختلاط موثر نمونه ي سلولي با معرف هاي لايز و در نتيجه ي آن استخراج اجزاي درون سلولي است. در اين پژوهش سه طراحي ميكروميكسر انقباض-انبساطي با يك طول مشخص ميكروكانال به همراه سه مانع مختلف(مستطيلي، نيم دايره، مثلث) بر روي ديسك ميكروسيالاتي گريز از مركز شبيه سازي شد و در دور هاي مختلف(75 تا 5000 دور بر دقيقه)، كيفيت اختلاط در خروجي ميكروكانال تعيين شد. طبق نتايج، در مجموع هندسه ي طراحي شده با موانع مستطيلي كيفيت اختلاط بالاتري را ارائه داد. هندسه ذكر شده در سه دور بهينه 75 ، 100 و 150 دور بر دقيقه به ترتيب كيفيت اختلاط 99.93 % ، 98.83 % و 90.99 % را دارا بود. در روش پيشنهادي، سعي بر اين است كه ميكروميكسر خودفعالي بهينه با كيفيت اختلاط بالا طراحي شود تا در طراحي و پياده سازي لايز سلولي شيميايي بر ديسك هاي ميكروسيالي استفاده شود.

207270

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك-بيومكانيك

دكتر مهدي نويدبخش