18247

15889

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1400

نوزده،110ص.:مصور،جدول،نمودار

1401/12/02

كتابنامه

مكانيك

مهندسي مكانيك

1401/12/06

2908312

ابزارهاي ميكروفلوئيديك به دليل حساسيت و بازدهي بالا، مصرف كم مواد، هزينه كم و قابليت حمل، كاربردهاي بسياري در حوزه‌هاي بيوشيمي، زيست‌شناسي و پزشكي دارند. يكي از مهم‌ترين كاربردهاي تحقيقات پزشكي ميكروفلوئيديك¬¬¬ها، جداسازي سلول هاي سرطاني مي‌باشد. جابجايي جانبي معين يك روش جداسازي بر بستر ميكروفلوئيديك است كه بر اساس تفاوت اندازه هيدروديناميكي ذرات تفكيك ايجاد مي‌كند. اين روش به دليل ماهيت كنش‌پذيري كه دارد، يكي از بهترين روش هاي غير تهاجمي جهت جداسازي سلول ها به شمار مي‌رود. از طرفي توسعه فناوري ميكروفلوئيديك¬هاي با پيشرانش مويينگي به ابزارهاي ميكروفلوئيديك اين امكان را مي‌دهد كه بدون نياز به هيچ توان خارجي براي پمپاژ سيال، با كمترين هزينه و امكانات تجهيز شوند. همچنين ايده انتقال مايعات با پيشرانش ترشوندگي يك ابزار كارآمد براي راه‌اندازي و اجراي سامانه‌هاي ميكروفلوئيديك مي‌باشد كه به دليل فراهم كردن ابزارهاي تشخيصي زيست پزشكي كم‌هزينه مورد استقبال قرارگرفته است. يكي از موانع اصلي بر سر راه توسعه كيت هاي ميكروفلوئيديكي باليني و تجاري‌سازي آن‌ها، عدم انسجام سامانه‌هاي پيچيده ميكرو فلوئيديك و وابستگي آن‌ها به كاربر مجرب و تجهيزات جانبي دست¬و¬پا¬گير مي باشد كه قابليت پياده‌سازي آرمان تشخيص در محل را دشوار مي‌سازد. بر همين اساس باهدف توسعه يك سامانه منسجم به منظور تسهيل كاربري سامانه جداسازي ميكروفلوئيديك، ايده ارائه روشي بي نياز از تجهيزات جانبي مطرح گرديده است كه روش جابجايي جانيي معين به عنوان استراتژي جداسازي و بهره‌گيري از خاصيت مويينگي و ترشوندگي به عنوان اساس پيش‌رانش سيال براي جداسازي ذرات، اساس انجام پروژه حاضر پيشنهاد شده است. بدين منظور در ابتدا شبيه‌سازي جداسازي ذرات در يك سيستم جابجايي جانبي معين انجام گرفته است. در ادامه شبيه‌سازي حركت سيال ناشي از خاصيت ترشوندگي و نيروي مويينگي در يك ميكرو پمپ مورد شبيه‌سازي قرار گرفته است. بعد از حصول اطمينان از نتايج، به طراحي يك ميكرو¬پمپ مويين كه توانايي جداسازي ذرات را داشته باشد، اقدام شده و شبيه‌سازي آن در نرم افزار كامسول صورت گرفته است. نتايج نهايي اثباتي بر درستي ايده‌ي ارائه‌شده مي باشد.

Microfluidic devices have many applications in biochemistry, biology and biomedical research due to their high sensitivity and efficiency, low material consumption, low cost and portability. One of their important applications in medicine is their ability in cancer cell separation. Deterministic lateral displacement (DLD) is a separation method which works based on particles hydrodynamic size discrimination. This passive technique is one of the best noninvasive methods for cell separation.On the other hand, development of capillary-driven microfluidic technologies allows microfluidic devices to be minimally instrumented at a lower cost, without any external power for fluid pumping. Also, wettability-driven transport of liquids offers an enabling tool for priming and running microfluidic systems that are fast becoming populare for low-cost biomedical diagnostic devices. One of the serious obstacles in developing and commercialization of microfluidic-based clinical kits is lack of robustness in complex microfluidic systems and their dependently operation to experienced operator and cumpbersome peripheral accessories, which makes difficult its point-of-care diagnosis potensial. Accordingly, for the case of develp an agile and well-set platform in order to facilitate opreation procedure of separation microfluidic device, a passive technique without peripheral equipment has been propounded, in which, deterministic lateral displacement as the separation strategy, and utilizing the capillarity and wettability as the basis of fluid propulsion for particle separation proposed for implementing the project. For this purpose, at first, particle separation simulations were performed in a specific lateral displacement system. Then the simulation of fluid motion due to wettability and capillary force in a micropump was simulated. After confirming the results, a capillary micro-pump capable of particle separation was designed and simulated in Comsol software. The final results proved the correctness of the idea presented.

محمدرضا توكلي نژاد

محمدرضا توكلي نژاد

محمدرضا توكلي نژاد , سعيد مرتضوي راوري