کتابخانه مرکزی
پایان نامه های سال96: تشخیص یکنواختی سایز قطرات تولید شده با استفاده از روش جریان فشرده

تشخیص یکنواختی سایز قطرات تولید شده با استفاده از روش جریان فشرده​


​نويسنده: مریم صفری
​​​​​​​استاد راهنما: دکتر حمید لطیفی
​​​​​​استاد مشاور: ________
​​​دانشکده پژوهشکده لیزر و پلاسما
گرایش: فوتونیک​
تاريخ دفاع: بهمن 96​​​​



چکیده


جداسازی و دسته‌بندی ذرات میکرونی در تشخیص و تجزیه و تحلیل سیستمهای شیمیایی و بیولوژی اهمیت زیادی دارد. با به‌کارگیری ویژگیهای منحصربه‌فرد سیالات در مقیاس میکرونی، روشها و تکنیکهای مختلفی برای جداسازی دقیق و سریع ذرات میکرونی ایجاد شده است. پیشرفت‌هایی که امروزه در میکروفلوئیدیک صورت گرفته است امکان جداسازی ذرات میکرونی و دستکاری ذرات میکرونی را برای ما فراهم آورده است جداسازی ذرات میکرونی بر‌اساس خصوصیات فیزیکی (مانند اندازه، چگالی،ضریب شکت) در سالهای اخیر کاربردهای بسیار مهمی پیدا کرده است. به‌عنوان نمونه با استفاده از روشهای جداسازی میتوان سلولهای سرطانی را از سلولهای سالم و نرمال تشخیص داد. این روشها به دو دستة غیرفعال و فعال طبقه‌بندی می‌شوند. در روش فعال از یک میدان خارجی برای جداسازی استفاده می‌شود. این میدان می‌تواند الکتریکی، مغناطیسی، اپتیکی و یا آکوستیکی باشد. در روش غیرفعال نیازی به اعمال میدان خارجی نیست و لذا این روش  پیچیدگی‌های روش فعال را ندارد. در این پایان‌نامه از روش غیر‌فعال جریان فشرده برای جداسازی قطرات میکرونی استفاده شده است. دو تراشه با هندسه متفاوت برای جداسازی قطرات طراحی و ساخته شده است. مسیر قطره‌ها با شعاع‌های مختلف در این دو هندسه توسط مدلی که به‌وسیلة نرم‌افزار کامسول پیشنهاد شده، شبیه‌سازی شده و از روی شبیه‌سازی طرح مناسب برای جداسازی قطرات انتخاب شد. در اولین طرح انتخابی جداسازی قطرات با سایز بزرگتر با قطرهای 36 و 47 میکرون و در دومین طرح انتخابی جداسازی قطرات کوچکتر با قطرهای 13 و 20 میکرون بررسی شده است. مسیر هر قطره در ناحیة جداساز بررسی شد و مشاهده شد که فاصله قطره 36 و 47 میکرونی تا دیوارة بالایی ناحیة جداساز به‌ترتیب 162و 232 میکرون می‌باشد. همچنین این عدد برای دوقطره به‌اندازه‌های 13 و 20 میکرون به‌ترتیب برابر 66و 106 میکرون است. این اندازه‌گیری‌ها با مدل ارائه شده در کامسول همخوانی دارند. با مدل ارائه شده میتوان مسیر سایر قطرات را نیز پیش‌بینی نمود.

کلید واژه ها: جداسازی قطرات، میکروسیال،جریان فشرده، روش فعال، روش غیر فعال​


Discernment of homogeneity of the size of droplets produced with the help of pinched flow fractionation​


By: Maryam Safari


Abstract


Separation and sorting of micron-sized particles are of great importance in the identification and analysis of chemical and biological systems. By using the unique properties of fluids in micro-scale, various methods and techniques have been created for fast and accurate sorting of micron-sized particles. The advancement in microfluidics enable us for manipulation of individual particles. Sorting of micro-particles according to their physical properties (such as size, density, refractive index) has had many important applications in recent years. For example with the help of sorting methods, we can separate cancer cells from normal and healthy cells. Different methods used for sorting of micron-sized particles in microfluidics. These methods are classified into two main categories as active and passive. In the active method, an external field is used for sorting of micron-sized particles. This field can be electrical, acoustic, magnetic or optical. The passive sorting techniques have advantages over the active techniques since no external field is required for the sorting process.

In this thesis, we use pinched flow fractionation method for sorting of micron-sized droplets. Two different geometries are designed for separation of micro-droplets. The path of different size of droplets are simulated with Comsol Software and we select proper scheme for separation. In the first scheme the separation of larger droplets with diameter of 36 and 47 micron is examined and in the second scheme the separation of smaller droplets with diameter of 13 and 20 micron is analyzed. The path of each droplets in broadening region is measured. We observed that the distance between droplets of 36,47,13,20 micron from the upper wall of broadening region are respectively 262, 232, 66, 106 micron. The measurements have a good consistency with simulation. With our model we could predict the path of other droplets.

 

Keywords: microfluidic, separation of droplets, pinched flow fractionation, active method, passive method.​

اداره کتابخانه مرکزی Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی