مطالعه عددی تفکیک سلول های قرمز خون از پلاکتها توسط نیروی دی الکتروفورزیس در میکروفلوئیدیک

یک تکنیک مناسب برای جداسازی ذرات در سیستم میکروسیالی استفاده از دی اکتروفور الکتروفورزیس می باشد. دی اکتروفوریسیس پدیده ای است که به حرکت ذرات در یک میدان الکتریکی غیر یکنواخت که منجر به نیروهای الکترواستاتیک نامتوازن روی ذرات قطبی القایی می شود، اشاره دارد. از این رو، در مطالعه حاضر جداسازی سلول های پلاکت از سلول های قرمز خونی در جریان پیوسته توسط مکانیزم دی الکتروفورزیس بصورت عددی در کانال میکروفلوئیدیک بررسی می شود. برای این منظور از از نرم افزار کامسول استفاده می شود. بمنظور اعتبارسنجی شبیه سازی حاضر، نتایج عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی محققان پیشین مقایسه می شود. اثر پارامترهای مختلف شامل اختلاف پتانسیل الکتریکی، سرعت جریان و فرکانس روی فرآیند جداسازی با جزئیات مطالعه می شود. نتایج نشان می دهد که با اعمال میدان الکتریکی عمل جداسازی پلاکت ها از سلول های قرمز خونی انجام می شود. ولتاژ کم باعث می شود که پلاکت ها و سلول های قرمز خونی از یک سمت کانال خارج شوند در حالیکه ولتاژ بالا سبب برخورد گلبول های قرمز به جداره کانال می شود. با توجه به شرایط، یک طیف مشخصی از ولتاژ در دستگاه مورد نظر برای جداسازی سلولهای قرمز خون و پلاکت ها از هم مناسب می باشد. همچنین، با افزایش سرعت ورودی ذرات، مکان جداسازی در فاصله دورتری از ورودی اتفاق می افتد و فاصله بین دو ذره متوالی جدا شده گلبول های قرمز یا پلاکت ها بیشتر می شود.

Numerical study of Separation of Red Blood Cells and Platelets using Dielectrophoretic force

An appropriate technique for separation of particles in microfluidic system is the use of dielectrophoresis (DEP), a phenomenon referring to the motion of a particle in a nonuniform electric field due to the unbalanced electrostatic forces on the particle rsquo;s induced dipole. Therefore, in current study, separating platelet cells from red blood cells in a continuous flow using dielectrophoretics (DEP) mechanism is numerically investigated in microfluidic device. To this approach, COMSOL Multiphysics software is used. To verify the simulation, the results are compared to previous experimental data. The effects of different parameters including voltage, flow speed and frequency on the separation of platelets are studied in details. The results reveal that successful separation of platelets from blood cells are occurred by applying voltages. Low voltage causes platelet cells and red blood cells to exit from one side of the channel while high voltage causes the red blood cells to collide with the channel wall. According to condition, a range of voltage is suitable for current device to efficiently separate red blood cells and platelets. Also, with increasing particle inlet velocity, the separation takes place farther from the inlet, and the distance between the two consecutive isolated particles of red blood cells or platelets increases.