عنوان
توسعه و تجهيز يك ميكروكانال تركيبي آلومينيوم- PDMS براي كنترل حركت ذرات به كمك امواج فراصوتي
نويسنده اصلي
باراني، عليرضا
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
يكي از روشهاي تشخيص سرطان، جداسازي سلولهاي سرطاني از خون و انجام كارهاي تشخيصي روي آنها است. به همين منظور،
محققان در حال مطالعه ي روشهاي مختلف براي جداسازي سلولها هستند. در اين تحقيق، هدف ارائه روشي ارزانقيمت اما با بازدهي بالا
و نيز زيستسازگار )بدون آسيب به سلولهاي زنده( براي طراحي و ساخت ميكروكانالهاي صوتي است كه با آنها بتوان فرآيند جداسازي
سلولها و ذرات جامد با اندازه متفاوت و يا جداسازي از سيال حامل را به كمك امواج فراصوتي انجام داد. در اين راستا تلاشها متمركز بر
ارائه ميكروكانالهايي است كه با آن بتوان با دقت بالا و با كاهش نياز به سعي و خطا، جداسازي را انجام داد. بنابراين در اين مطالعه از روش
شبيهسازي براي طراحي دقيق ميكروكانالها استفاده شده است. همچنين به منظور سهولت در ساخت و كاهش هزينهها از روش ماشينكاري
براي ساخت ميكروكانالها بهره برده شده است. ابتدا براي راستيآزماييِ روش طراحي و ساخت مورد استفاده، ميكروكانالهايي تمام فلزي
از جنس آلومينيوم، مورد مطالعه قرار گرفتند و سپس آزمايشهايي با هدف بررسي توانايي آنها در به خط كردن سلولها و ذرات پلياستايرن
در صفحه گره موج انجام شده است. نتايج نشان داد كه ميكروكانالهاي آلومينيومي ساخته شده با روش ماشينكاري، براي انجام آزمايشهاي
آكوستوفورسيس مناسب هستند و بهدليل داشتن بدنه آلومينيومي، افزايش دما در آنها حدود 2 درجه سانتيگراد است كه براي سلولهاي
زنده آسيبزا نميباشد. اما آلومينيوم زيستسازگار نيست و اتصال سقف شيشهاي و اتصالات مورد نياز براي شيلنگها و نيز جابجايي گره
موج در ميكروكانالهاي آلومينيومي بسيار مشكل است. با استفاده از پليمرها مي توان، معايب گفته شده براي ميكروكانالهاي آلومينيومي
براي ساخت ميكروكانالهاي صوتي را برطرف كرد اما پليمرها امواج صوتي را مستهلك ميكنند و باعث افزايش دما ميشوند. به منظور بهره
وري از مزاياي هر دو جنس، روشي مبتني بر استفاده همزمان از مواد نرم و سخت صوتي براي ساخت ميكروكانالهاي صوتي، ارائه گرديد.
در اين روش، تركيبي از PDMS و آلومينيوم به ترتيب به عنوان ماده نرم و سخت صوتي استفاده گرديد. با استفاده از روش طراحي و
ساخت ارائه شده، ميكروكانالي تركيبي ارائه گرديد كه نشان داد مزاياي ميكروكانالهاي ساخته شده از جنسهاي سخت و نرم را به طور
همزمان دارد. نتايج نشان ميدهد كه ميكروكانال تركيبي حتي در مقايسه با ميكروكانالهاي سيليكوني كه با روشهاي دقيق فوتوليتوگرافي
ساخته ميشود عملكرد خوبي در انتقال سلولها و ذرات به گره موج دارد و افزايش دما در آن بدون استفاده از سيستمهاي خنككننده،
حدود 14 درجه سانتيگراد است كه براي سلولهاي زنده آسيبزا نيست. ميكروكانال تركيبي همچنين نشان داد كه مي تواند ذرات
پلياستايرن را با بازدهي حدود 76 درصد از سيال حامل جدا كند كه در جداسازي با دو سيال موازي، دستآورد بالايي محسوب ميشود.
وضوح تصوير، ديگر دستآورد ميكروكانال تركيبي ارائه شده است. در فرآيندهاي آكوستوفورسيس، دنبال كردن رفتار سلولها و ذرات در
كانال سيال ،بسيار مهم است كه با استفاده از PDMS )كه پليمري شفاف است( در ساخت ميكروكانال تركيبي، امكان ديدن واضح محيط
درون كانال سيال فرآهم شده است.
شماره ركورد
211973
گرايش رشته تحصيلي
ساخت و توليد
دانشكده
مهندسي مكانيك
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد مشاور
شقايق حق جوي جوانمرد، محسن ثقفيان، شاهرخ سپهري رهنما
استاد داور
احمدرضا پيشه ور، عليرضا فدائي تهراني، پروانه نيك پور، مهدي مقيمي زند
استاد راهنما
پيمان مصدق