شبيه‌سازي عددي جداسازي ذرات زيستي در ميكروكانال حلزوني با استفاده از مكانيزم دي‍الكتروفورسيس

در اين مقاله، با ارائه يك ميكروكانال حلزوني با تعداد دور‬هاي مختلف، جداسازي مداوم سلول‬هاي سرطان پستان و گلبول‬هاي قرمز خون جهت افزايش توان عملياتي و كاهش ولتاژ اعمالي با استفاده از تكنيك دي‍الكتروفورسيس به صورت عددي بررسي شد. ميكروكانال حلزوني از يك ورودي و دو خروجي تشكيل شده است و با اعمال اختلاف پتانسيل الكتريكي مناسب و تشكيل نيروي دي الكتروفورسيس، گلبول هاي قرمز و سلول هاي سرطاني MDA-MB-231 بر اساس اختلاف خواص الكتريكي از هم جدا مي شوند. براي انجام شبيه سازي عددي از محيط متن باز اپن فوم استفاده شد. ابتدا با مقايسه شبيه سازي حاضر با يك مقاله، حل عددي اعتبارسنجي شد. در ادامه، پارامترهاي هندسي و عملياتي مختلف اثرگذار روي كيفيت جداسازي سلول ها شامل تعداد دور ميكروكانال حلزوني، سرعت متوسط و ولتاژ اعمالي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد با افزايش تعداد دور كانال، ولتاژ مورد نياز براي جداسازي دو ذره زيستي نام برده كاهش مي‬يابد و از طرفي، با افزايش دبي ورودي كانال (سرعت متوسط)، ولتاژ مورد نياز براي جداسازي ذرات افزايش مي‬يابد. با توجه به نتايج به دست آمده، در كانال با تعداد دور بيشينيه 5 و با سرعت بيشنيه 3000 ميكرو‬متر بر ثانيه، حداقل اختلاف پتانسيل مورد نياز براي جداسازي مطلوب سلول-هاي سرطاني و گلبول هاي قرمز 8 ولت است.