مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارائه روشی نوین برای اندازه گیری تجربی نیروی دی‌الکتروفورز در عملگرهای میکروفلویدیک جداسازی سلول‌

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس گروه ساخت و تولید،
چکیده
یکی از روش‌های توانمند برای دستکاری و جداسازی ذرات میکرونی و زیر میکرونی استفاده از پدیده دی‌الکتروفورز است، پدیده ای که در آن به ذرات موجود در سیال توسط میدان الکتریکی غیر یکنواخت نیرو وارد می شود. در این تحقیق پس از ارائه روابط تئوری و معادلات حاکم بر این پدیده، یک روش نوین جهت اندازه گیری تجربی نیروی دی‌الکتروفورز وارد به ذرات ارائه می‌گردد. این روش بر پایه استفاده از نیروی درگ وارد به ذره و حل معادلات تعادل آن است. برای این کار نیروی درگ وارد به ذره در دو آزمایش مختلف یکی هنگامی که کانال عمود بر جهت گیری الکترودها و دیگری هنگامی که کانال موازی با الکترودها باشد، اندازه گیری شده و نیروی دی‌الکتروفورز وارد به سیال محاسبه می‌شود. عملگر ساخته شده داری الکترودهای شانه‌ای با عرض و فاصله 50 میکرومتر بوده که روی آن کانالی با ارتفاع 80 میکرومتر از جنس پلیمر پلی‌دی‌متیل‌سیلوکزان قرار گرفته است. در قسمت آزمایش‌های تجربی نیروی وارد به سلول تومور سرطان مغز U87 و سلول گلبول سفید اندازه‌گیری شده و جهت صحت سنجی آن با توجه معلوم بودن خواص الکتریکی گلبول سفید، نیروی دی‌الکتروفورز وارد بر آن به صورت عددی شبیه سازی شده و با مقدار اندازه‌گیری شده مقایسه گردید. نتایج آزمایش‌ها نشان داد استفاده از مدل‌ سنتی برای اندازه‌گیری نیرو ممکن است تا بیش از 3 برابر اندازه واقعی خطا ایجاد کنند، اما در روش ارائه شده منشا این خطا حذف می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Development of a new Method for Experimental Dielectrophoresis Force Measurement in the Microfluidic Cell Sorting Actuators

نویسندگان English

Hesam Sadeghian 1
Yousef Hojjat 2
Masoud Soleimani 1
چکیده English

Dielectrophoresis is a phenomenon with wide application in the cell sorting system, in which, the dielectrophoresis force acts on a dielectric particle located in the non-uniform electric filed is used. In this study, governing equations on this phenomenon is presented and a new method for measuring dielectrophoresis force is developed. This method is based on measuring drag force on particle and solving the equilibrium equations. For this purpose drag force is measured in two directions, parallel and perpendicular to electrodes. To evaluate the method, an actuator has been developed which has paralleled electrodes with 50 μm widths and 50 μm intervals and a PDMS channel with height of 80 μm is mounted on them. In experimental result, the exerted dielectrophoretic force on U-87 tumor cell and white blood cell were measured. Since electrical properties of white blood cells are known, the accuracy of presented method was evaluated by using numerical simulation of their dielectrophoretic force and comparing with experimental results. Experimental results prove that the error of force measurement in traditional models, may be even more than 3 time of the actual dielectrophoresis force, while in presented method the source of this error is eliminated

کلیدواژه‌ها English

Dielectrophoresis
Cell sorting
Experimental measurement of force
cell