شبیه سازی سه بعدی جداسازی مغناطیسی سلول های سرطانی گردشی به کمک محلول ترکیبی فروسیال و سیال ویسکوالاستیک

امروزه بیماری سرطان پس از بیماری های قلبی-عروقی مهم ترین عامل مرگ و میر در جهان است و تلاش های زیادی برای مبارزه با این بیماری در حال انجام است. شناسایی و جداسازی سلول های سرطانی گردشی در خون به منظور تشخیص شدت بیماری و همچنین بررسی اثرات داروهای شیمیایی امری ضروری است. جداسازی مغناطیسی به دلیل سادگی، بازده بالا و غیر تهاجمی بودن همواره مورد توجه محققین بوده است. از طرفی سیستم های میکروفلویدیک پتانسیل بالایی برای پیاده سازی روش های بیولوژیکی متعارف در مقیاس میکرو برای شناسایی، جداسازی و حتی کشت سلول های سرطانی دارند که خود باعث کاهش تجهیزات، نمونه و هزینه می شود. پیش نیاز جداسازی مغناطیسی موثر در سیستم های میکروفلویدیک، متمرکز کردن ذرات در میکروکانال می باشد که این کار با استفاده از خواص ویژه ذاتی سیال ویسکوالاستیک و بدون استفاده از هیچ گونه منبع خارجی، هندسه پیچیده میکروکانال و یا سیال غلافی امکان پذیر است. پس از تمرکز سلول ها، با کمک فروسیال بستر لازم برای جداسازی مغناطیسی فراهم می شود و با اعمال میدان مغناطیسی جداسازی انجام می شود. در این پژوهش با استفاده از روش المان محدود تمرکز ذرات به کمک سیال ویسکوالاستیک نشان داده می شود و سپس با حل تحلیلی سه بعدی، بهینه سازی پارامترهای تعیین کننده در میکروکانال انجام می شود. سه پارامتر اصلی در جداسازی مغناطیسی دبی نمونه، غلظت حجمی نانوذرات مغناطیسی و فاصله آهن ربا از میکروکانال می باشند که با تنظیم آن ها می توان جداسازی موثر سلول ها را محقق ساخت.