نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• لیلا کرمی منفرد ¹
• شهرام طالبی ²
• مهدی محمدی آشان ³

¹ گروه مهندسی مکانیک ، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه یزد، ایران

² هئیت علمی دانشکده مهندسی مکانیک

³ گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه کلگری، کانادا

چکیده

امروزه شناخت زود هنگام بیماری‌های شایعی ازجمله سرطان، نقش اساسی را در جلوگیری از پیشرفت بیماری ایفا می‌کند. از میان روش‌های مختلفی که برای پایش خون در سال‌های اخیر ابداع شده‌اند، روش‌های مبتنی بر به کارگیری جریان در مقیاس میکرو مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. تحقیقات اخیر در مورد حامل‌های خارجی سلولی در اندازه‌ی نانو در پزشکی مورد توجه است. از میان آن ها جداسازی نانوذرات زیستی در تشخیص، درمان و مراقبت‌ در حوزه‌ی پزشکی بسیار پرکاربرد است. نانوذرات زیستی مانند انواع ویروس‌ها، DNA، پروتئین‌ها و اگزوزوم-ها حاوی اطلاعات قابل توجهی هستند که می‌توانند به تشخیص و درمان بیماری‌هایی از قبیل سرطان کمک کنند. یکی از روش‌های کاربردی و موثر در جدایش نانوذرات استفاده از سیال ویسکوالاستیک است، که پیچیدگی‌های سایر روش‌ها را ندارد. برخلاف میکروذرات، فراوانی مطالعات در حوزه نانوذرات زیستی کم است. از آنجایی که تحقیقات قبلی در حوزه جدایش نانوذرات فاقد اطلاعات جامع عددی در مورد اثر نسبت منظری و غلظت پلیمر است، در این مقاله جریان سیال ویسکوالاستیک به همراه فیزیک ذرات به طور عددی با نرم‌افزار کامسول مدل‌سازی شده است. پارامترهای مؤثر نسبت منظری 1، 5/1 و2 و غلظت پلیمر 05/0، 15/0 و 25/0 درصد در جداسازی ذرات 100 تا 1000 نانومتری بررسی شده است. جداسازی ذرات 100، 300 و 500 نانومتر در غلظت 05/0 درصد و کانال با نسبت منظری 1 و 5/1 از سایر ذرات حاصل شده است. از طرفی جداسازی ذره 100 نانومتری اگزوزوم از سایر ذرات در نسبت منظری 2 و غلظت پلیمر 05/0 درصد به عنوان بهترین انتخاب، به ‌خوبی امکان‌پذیر است.

کلیدواژه‌ها

• جداسازی
• نانوذرات
• سیال ویسکوالاستیک
• ذرات زیستی
• میکروسیال

موضوعات

• بیومکانیک ریزسیالات / ریزسیالات زیستی

عنوان مقاله [English]

Investigation of channel aspect ratio and PEO polymer concentration effect on separation of bio particle in 100nm up to 1000nm using viscoelastic fluid in micro channel

نویسندگان [English]

• leila karami monfared ¹
• shahram talebi ²
• mehdi mohammadiashani ³

¹ PHD student. mechanical engineering. Yazd university. هقشد

² Associate Professor, Mechanical Engineering Department

³ Assistant Professor. Biomedical Engineering. University of Calgary. Canada

چکیده [English]

Early recognition of common diseases, including cancer, plays an essential role in preventing the progression of the disease. Among the various methods that have been invented for blood monitoring in recent years, the methods based on the use of micro-scale flow have received special attention. Isolation of biological nanoparticles is widely used in diagnosis, treatment and care in the field of medicine. Recent research on nano-sized extracellular carriers is of interest in the field of medicine. Biological nanoparticles such as viruses, DNA, proteins and exosomes contain significant information that can help diagnose and treat diseases such as cancer. One of the practical and effective methods for separating nanoparticles is the use of viscoelastic fluid, which does not have the complications of other methods. Unlike microparticles, the number of studies in the field of bio nanoparticles is low. Since previous research in the field of nanoparticle separation lacks comprehensive numerical information about the effect of aspect ratio and polymer concentration, in this article, the viscoelastic fluid flow along with particle physics has been numerically simulated with Comsol Multiphysics software. The effective parameters including aspect ratio 1, 1.5 and 2 and polymer concentration 0.05, 0.15 and 0.25 % have been investigated in the separation of 1000 up to 100 nm particles. Separation of 300 and 500 nm particles at a concentration of 0.05% and the channel with an aspect ratio 1 and 1.5 has been obtained from the other particles. It is possible to separate the particle 100nm as exosome particle from the other particles at an aspect ratio 2 and a polymer concentration of 0.05% as the best choice

کلیدواژه‌ها [English]

• Separation
• bio particle
• viscoelastic fluid
• nanoparticle
• microfluidic