عنوان
طراحي و شبيه سازي عددي دستگاه ريز سيال دوار با هدف جداسازي سلول‌هاي هدف به كمك نيروي صوتي
نويسنده اصلي
ظاهري قناد، سروش
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
جداسازي و دستكاري ذرات ميكرومتري يكي از مهم‌ترين نياز‌ها براي بررسي ذرات در تجهيزات ريزسيال خصوصاً در كاربرد‌هاي زيستي و پزشكي مي‌باشد. تا كنون روش‌هاي مختلفي بدين منظور مانند جداسازي با بكارگيري كمك خواص مغناطيسي، الكتريكي ذرات و سلول‌ها و همچنين نيرو‌هاي اينرسي وارد بر آنان معرفي شده است. امواج صوتي يكي از مهم ترين روش‌هاي بدون برچسب‌گذاري و تخريب زيستي با تاثير‌گذاري بالا بر روي ذرات درون ريزكانال است. روش‌هاي مختلفي براي ايجاد حركت سيال درون ريزكانال وجود دارد. سامانه‌هاي ريزسيال گريز از مركز به عنوان يكي از روش‌هاي كم هزينه در ساخت و زمان عمليات بشمار مي‌روند كه به آزمايشگاه روي يك ديسك معروف هستند. اين سيستم‌هاي گريز از مركز، امكان موازي سازي عمليات‌ها و كاهش زمان عملياتي را به كاربر مي‌دهند. همچنين امكان كنترل و دستكاري دبي جريان را به كمك تغيير سرعت دوراني ديسك چرخان را فراهم مي‌نمايند. در پژوهش حاضر يك سامانه گريز از مركز ريز سيال به منظور جداسازي و تفكيك سلول‌هاي زيستي به كمك امواج صوتي سطحي و حجمي ارائه مي‌شود. پيش‌بيني حركت ذرات به صورت حل عددي در نرم افزار كامسول در حالت سه بعدي و هيدروديناميكي انجام شد. دو هندسه مجزا براي سيتم امواج صوتي سطحي و حجمي در نظر گرفته شد. در اين سامانه‌هاي جريان سيال و ذرات ميكرومتري، سلول‌هاي زيستي به كمك چرخش ديسك دوار وارد ميكروكانال شدند. در بخش اول تحقيق، حركت ذرات پليمري ميكرومتري از جنس پلي‌استايرن مورد بررسي قرار گرفت و متمركز شدن ذرات به سمت خروجي وسط ريز كانال محاسبه گرديد. تاثير شرايط مختلف فيزيكي مسئله، با ثابت در نظر گرفتن بقيه پارامتر‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. در بخش دوم تحقيق، امكان سنجي تفكيك سلول‌هاي سرطاني چرخان (CTC) و گلبول سفيد (WBC) بر پايه تفاوت در قطر و خواص فيزيكي تحت تاثير نيرو‌هاي صوتي و سانترفيوژ و كوريوليس مورد بررسي قرار گرفت. مشخص گرديد دسته اي از ذرات در شرايط فاصله عرضي 45 ميلي‌متر و زاويه 30 درجه با موفقيت 95 درصد از يكديگر جدا شدند. با لحاظ كردن نتايج بدست آمده و قرار دادن ميكروكانال در موقعيت مكاني مناسب بر روي دسيك چرخان و اعمال سرعت دوراني و نيروي تابشي صوتي مناسب جداسازي سلول‌هاي سرطاني از گلبول سفيد با درصد جداسازي بالايي محقق شد.
كلمات كليدي: جداسازي ذرات، امواج صوتي، آزمايشگاه روي يك ديسك، آكوستوفورسيس، نيروي‌هاي سانتريفيوژ
شماره ركورد
226031
گرايش رشته تحصيلي
تبديل انرژي
دانشكده
مهندسي مكانيك
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان