طراحی، ساخت و مطالعه آزمایشگاهی میکروکانال مارپیچی جداساز ذرات در سیستم‌های میکروسیالات گریز از مرکز

امروزه تمایل بسیاری به استفاده از میکروسیستم‌ها‌‌‌ی تحلیلی در زمینه‌‌‌ی تشخیص‌‌‌های مولکولی و میکروسیالاتی وجود دارد‌ چراکه مزایایی مانند فضای کم، کاهش میزان مصرف نمونه و کاهش زمان تحلیل دارند. میکروسیالات دورانی یک زیر شاخه از حوزه‌ی میکروسیالات است که با بهره‌گیری از نیروهای گریز از مرکز باعث حرکت سیال در شبکه‌های محصور شده در سیستم‌ها‌‌‌ی دیسک شکل دوار می‌گردد‌. المان جداسازی یکی از پرکاربردترین المان‌های به‌کار رفته در این سیستم‌ها می‌باشد که به‌منظور جداسازی ذرات موجود در نمونه به‌کار می‌رود. در این پژوهش روش هندسی جدیدی برای جداسازی ذرات معلق در یک نمونه سیال به روش منفعل ارائه شده است. هندسه مارپیچ شکل به‌کار رفته در این مدل باعث می‌شود نیروی گریز از مرکز محلی ناشی از انحنای کانال علاوه بر نیروهای گریز از مرکز و کوریولیس ناشی از دوران دیسک به فرایند جداسازی کمک کند. در ابتدا روند جداسازی ذرات در کانال مطالعه می‌شود و سپس تاثیر پارامترهای طول کانال و سرعت دوران بر بازدهی المان بررسی می‌گردد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها بازدهی جداسازی بالای 90 درصد را نشان دادند که حاکی از پتانسیل بالای این المان در فرایند جداسازی می‌باشد. همچنین افزایش سرعت دورانی و طول کانال مارپیچ باعث بهتر شدن فرایند جداسازی و افزایش بازدهی می‌گردد.

Design, Fabrication and Experimental Study of Spiral Microchannel Particle Separator on Centrifugal Microfluidic Platforms

Nowadays there are a lot of tendencies to use analytical microsystems in the field of molecular and microbial diagnostics, because of benefits such as less required space, reduced sample and reagent consumption and reduced analysis time. The rotational microfluidic is a subbranch of the microfluidic systems which by using centrifugal forces, causes the fluid to flow in the networks enclosed in diskshaped rotating systems. These networks can carry out chemical or biological tests and lead to create more capable devices replaced with current regular devices for medical diagnosis. One of the most commonly used elements in microfluidic systems is the separation element. This element is used to separate particles in the sample by considering mechanical, chemical and electrical specifications. In this study, a novel geometry designed to separate particles passively in microfluidic systems. The spiral microchannel geometry imports the local centrifugal force caused by the curvature of the channel in addition to the centrifugal and the Coriolis forces, to affect the particles and increase the efficiency of the separation. The particle separation process in the proposed channel was studied. The results of the experiments showed high separation efficiency, which indicates the high potential of this element in the separation process.