مطالعه عددی روی جداسازی کامل سلول‌های خونی با استفاده از روش یکپارچه دی‌الکتروفورسیس-فوتوفورسیس در یک میکروکانال جدید

در مطالعه حاضر، یک شبیه‌سازی عددی جهت بررسی جداسازی سلول‌های خونی با استفاده از روش یکپارچه دی‌الکتروفورسیسفوتوفورسیس در یک دستگاه میکروسیالی جدید ارائه شده است. در این شبیه‌سازی، رفتار مهاجرتی سلول‌های خونی انسان تحت تابش اشعه لیزر با طول موج nm 532 و در حضور جریان سیال مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی‌ها نشان می‌دهد میزان مهاجرت فوتوفورتیک سلول‌های قرمز در برابر تابش اشعه لیزر از پلاکت‌ها و دیگر سلول‌های خونی بیشتر است به گونه‌ای که نیروی فوتوفورتیک وارده بر سلول‌های قرمز خونی چیزی در حدود 9 برابر سلول‌های سفید در شعاع پرتو لیزر μm 50 محاسبه شد. در این جداسازی با بهره‌گیری از نیروهای فوتوفورتیک، ابتدا سلول‌های قرمز از پلاکت‌ها و سلول‌های سفید جداسازی شده است و در ادامه با استفاده از بر‌هم‌نهی نیروهای هیدرودینامیکی وارده از طرف سیال بر ذرات و نیروهای دی‌الکتروفورتیک، جداسازی پلاکت‌ها از سلول‌های سفید در شاخه‌های مختلف میکروکانال انجام گرفته است. طرح پیش‌رو، علاوه بر داشتن راندمان بالای جداسازی دارای تلفات ناچیز سلولی می‌باشد به گونه‌ای که میتوان از آن به عنوان روشی موثر در بسیاری از فرایندهای تشخیصی و کاربردهای پزشکی استفاده نمود.

Numerical Study on the Complete Separation of Blood Cells using the Integrated Dielectrophoretic-Photophoretic Method in a New Microchannel

In the present study, a numerical simulation was conducted to investigate the separation of blood cells using an integrated dielectrophoreticphotophoretic method in a new microfluidic device. In this simulation, the migration behavior of human blood cells under laser radiation with a wavelength of 522 nm and in the presence of fluid flow has been investigated. Studies show that the photophoretic migration of red cells under the irradiation of laser beam is higher than platelets and other blood cells so that the magnitude of the applied photoelectric force on the red blood cells has been calculated about nine times that of the white blood cells under the irradiation of laser beam of 50. In this separation using photophoretic forces, red blood cells were first separated from the platelets and white cells. Subsequently, using the hydrodynamic forces induced by the fluid on the particles and the dielectrophoretic forces, the separation of the platelets from the white blood cells was carried out in different branches of the microchannel. The proposed design, in addition to high separation efficiency, has a negligible cell loss, so that it can be used as an effective method in many diagnostic processes and medical applications.