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

Abstract

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.