Iranian Journal of Biomedical Engineering (IJBME)

طراحی یک دستگاه ریزسیال جهت جداسازی اجزای اصلی خون از یک نمونه خونی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی- استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

10.22041/ijbme.2026.2088069.2026
چکیده
جداسازی پلاکت‌ها از سایر اجزای خونی نظیر گلبول‌های قرمز و سفید کاربرد‌های زیادی در مهندسی بافت دارد. از طرفی جداسازی ذرات بیولوژیکی به صورت موثر و با کیفیت بالا به عنوان یک چالش در تست‌های بیولوژیکی مطرح است. در این مقاله یک دستگاه ریزسیال ساده و در عین حال موثر برای جداسازی پلاکت‌ها از گلبول‌های قرمز و سفید به کمک ترکیبی از نیروی اینرسی و دی الکتروفورسیس ارائه شده‌است. بدین منظور ولتاژ مناسبی به الکترود‌ها اعمال شد و توزیع میدان الکتریکی در هندسه دستگاه ریزسیال موجب شد تا ذرات نیروی متفاوتی برحسب تفاوت در هدایت الکتریکی و گذردهی نسبی و نیز تفاوت در اندازه، تجربه کنند. نیروی اینرسی در ساختار امگا شکل میکروکانال‌ها مورد بررسی قرار گرفت تا در کنار میدان الکتریکی غیر یکنواخت، شرایط مناسبی برای جداسازی ذرات برمبنای سایز و تفاوت در هدایت الکتریکی و نیز گذردهی نسبی صورت گیرد. نتایج حل عددی نشان داد با تغییر پارامتر‌های موثر، بازده جداسازی پلاکت‌ها %80 و خلوص جداسازی آن‌ها %100 بود. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت ترکیب نیرو‌های فعال و غیر فعال به عبارتی نیروی دی الکتروفورسیس و اینرسی می‌تواند عملکرد و دقت جداسازی پلاکت‌ها را در مقایسه با هریک از این روش‌ها به تنهایی افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Designing a microfluidic device for the separation of the main blood components from a blood sample

نویسندگان English

Seyedeh Sarah Salehi 1
Samyar Ghasem Jahroudi 2
1 Assistant Professor- Iran University of Science and Technology
2 Mechanical Engineering Department, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده English

The separation of platelets (PLTs) from blood components, mainly red blood cells (RBCs) and white blood cells (WBCs), has many uses in tissue engineering. However, trapping, isolating, and separating different types of biological particles, like cells, in an effective manner is challenging in biological tests. This paper describes a simple yet effective geometry for separating PLTs from WBCs and RBCs using a combination of inertial forces and dielectrophoresis (DEP) by applying a suitable AC voltage on specific locations and creating a desired electric field due to differences in conductivity and relative permittivity of cells. The inertial focusing behavior was analyzed in an omega-shaped microchannel geometry to identify the best conditions for size-based separation of cells. Non-uniform electric fields were generated by embedded electrodes to implement the DEP mechanism, enabling more precise separation based on differences in cells’ conductivity and relative permittivity. The numerical results demonstrated that the PLTs achieved 80% separation efficiency and 100% separation purity. It could be concluded that the combined effects of passive and active forces, i.e., inertial focusing and DEP, significantly enhance the performance and accuracy of PLT isolation compared to either method alone.

کلیدواژه‌ها English

Microfluidic devices
Particle separation
Inertial forces
Red blood cells
White blood cells
Platelets

  • تاریخ دریافت 16 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 30 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 30 مهر 1405