شبیه سازی عددی جداسازی ذرات زیستی در میکروکانال حلزونی با استفاده از مکانیزم دیالکتروفورسیس

در این مقاله، با ارائه یک میکروکانال حلزونی با تعداد دور‬های مختلف، جداسازی مداوم سلول‬های سرطان پستان و گلبول‬های قرمز خون جهت افزایش توان عملیاتی و کاهش ولتاژ اعمالی با استفاده از تکنیک دیالکتروفورسیس به صورت عددی بررسی شد. میکروکانال حلزونی از یک ورودی و دو خروجی تشکیل شده است و با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی مناسب و تشکیل نیروی دی الکتروفورسیس، گلبول های قرمز و سلول های سرطانی MDA-MB-۲۳۱ بر اساس اختلاف خواص الکتریکی از هم جدا می شوند. برای انجام شبیه سازی عددی از محیط متن باز اپن فوم استفاده شد. ابتدا با مقایسه شبیه سازی حاضر با یک مقاله، حل عددی اعتبارسنجی شد. در ادامه، پارامترهای هندسی و عملیاتی مختلف اثرگذار روی کیفیت جداسازی سلول ها شامل تعداد دور میکروکانال حلزونی، سرعت متوسط و ولتاژ اعمالی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد با افزایش تعداد دور کانال، ولتاژ مورد نیاز برای جداسازی دو ذره زیستی نام برده کاهش می‬یابد و از طرفی، با افزایش دبی ورودی کانال (سرعت متوسط)، ولتاژ مورد نیاز برای جداسازی ذرات افزایش می‬یابد. با توجه به نتایج به دست آمده، در کانال با تعداد دور بیشینیه ۵ و با سرعت بیشنیه ۳۰۰۰ میکرو‬متر بر ثانیه، حداقل اختلاف پتانسیل مورد نیاز برای جداسازی مطلوب سلول های سرطانی و گلبول های قرمز ۸ ولت است.

کلیدواژه ها:

میکروفلوئیدیک ، دیالکتروفورسیس ، میکروکانال ، اپن فوم ، جداسازی ذرات