بررسی اثر نسبت منظری روی تمرکز نانو ذرات زیستی با استفاده از خواص ویسکوالاستیک جریان

جداسازی و تمرکز نانو ذرات زیستی در تشخیص، درمان و مراقبت‌ در حوزه‌ی پزشکی بسیار پرکاربرد است. نانوذرات زیستی مانند انواع ویروس، dna، پروتئین و اگزوسوم حاوی اطلاعات قابل توجهی هستند که می‌توانند به تشخیص و درمان بیماری‌هایی مانند سرطان کمک کنند. در این مقاله سیال ویسکوالاستیک مدل اولدرویدبی، با روش المان محدود در نرم افزار کامسول 6 شبیه‌سازی شده است. نیروی لیفت اینرسی نیز از روش شبیه‌سازی مستقیم عددی در متلب و کوپلینگ با نرم‌افزار کامسول 6 محاسبه شده است. با توجه به هندسه‌های پرکاربرد چهارگوش در میکروکانال‌ها، برای اولین بار اثر پارامتر مهم نسبت منظری در تمرکز نانوذرات زیستی 100 تا 1000 نانومتری در سیال ویسکوالاستیک رقیق با غلظت پلیمر peo 0/1% و عدد رینولدز 8 به شکل سه بعدی مطالعه شده است. با بررسی نتایج مشاهده شده که در نسبت‌های منظری بزرگتر از 1، تمرکز یگانه برای انواع ذرات دیده نشده اما در کانال مربع با نسبت منظری 1 تمرکز یگانه بخوبی برای ذرات 500 تا 1000 در سیال رقیق ویسکوالاستیک رخ داده است.

investigation of aspect ratio effect on focusing of nano-bio particle in viscoelastic fluid

nano-bio particle separation has been widely implemented in diagnosis and treatment in the medical area. nano-bio particles such as virus, dna, protein and exosome contain significant information that can help in the diagnosis and treatment of diseases like cancer. in this article, viscoelastic fluid in the oldroyd-b model is simulated in a steady state in comsol 6.1 multiphysics in the first stage and to calculate the net of inertial lift force on the particles, a direct numerical approach has been implemented through coupling a fem solver and a code developed in matlab. considering quadrilateral geometry as an applicable microchannel, the aspect ratio effect on nano-bio particles focusing in the viscoelastic fluid is investigated in a range of particle size of 100 to 1000 nanometer in reynolds number 8 and polymer concentration 0.1%. results show single line focusing has not been seen greatly in the channel with an aspect ratio greater than 1, but complete single line focusing has happened in channel with an aspect ratio of 1 in the dilute viscoelastic flow for particles greater than 500nm up to 1000nm.