Design and implementation of a MEMS based spiral channel dielectrophoretic separator for cytometry applications
Sitometri uygulamaları için MEMS tabanlı spiral kanal diyelektroforetik ayrıştırıcı tasarımı ve uygulanması
- Tez No: 286163
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bioengineering, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Bu tez, sitometri uygulamaları için MEMS tabanlı bir spiral kanal diyelektroforetikayrıştırıcının tasarımı ve uygulanmasını anlatmaktadır. Tezin temel amacı lösemihücrelerini sağlıklı akyuvarlardan diyelektrik özelliklerindeki farklılıklara goreayrıştırmaktır.Spiral kanallara ve eşmerkezli üç boyutlu elektrotlara sahip MEMS tabanlı özgün birdiyelektroforetik ayrıştırıcı önerilmiştir. Önerilen geometri, ayrıştırma ve nicelemeperformansını kötüleştirmeden, aygıt fiyatını düşüren aygıt alanını küçültmüştür.Eşmerkezli elektrot geometrisi basit voltaj kaynakları ile sürekli elektrik alanuygulamasını mümkün kılmıştır.Tasarımın kuramsal açıklaması sunulmuş ve sonlu eleman yöntemi iledesteklenmiştir. Tasarımın geçirdiği evrim, ortaya çıkan sorunlara getirilençözümlerle beraber kronolojik olarak açıklanmıştır. Önerilen sistemin literatürdevarolan sistemlere gore karşılaştırılmasına yer verilmiştir.Aygıtlar havada asılı parilen kanal sürecini kullanan 3-maskeli bir süreçteüretilmiştir. Deneyler 1 ?m ve 10 ?m polistiren boncuklarla gerçeklenmiştir. Deneysonuçları 1 ?m parçacıkların 4.57 ?m/s ortalama hız ve 1.06 ?m/s standard sapmaya,10 ?m parçacıkların ise 544 ?m/s ortalama hız ve 105 ?m/s standard sapmaya sahipolduklarını göstermiştir. Sürat değişim katsayıları 1 ?m ve 10 ?m boncuklar içinsırasıyla %23 ve %19 olarak hesaplanmıştır. Aygıtın boyut doğruluğu çözünürlük%20 iken ±%10'dur, yani yarıçapları birbirinden %20 farklı olan parçacıklarayrıştırılabilir. Deneysel sonuçların benzetim sonuçlarıyla uyum sağlamasıbelirtmeye değer bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
This thesis reports design and implementation of a MEMS based spiral channeldielectrophoretic separator for cytometry applications. Main objective of the thesis isto separate leukemia cells from healthy leukocytes with respect to the differences intheir dielectric properties.A novel MEMS based dielectrophoretic separator with spiral channels and concentric3D electrodes has been proposed. The proposed geometry decreased the footprint,which reduces the device cost, without degrading the separation and quantizationperformances. Concentric electrode geometry enables continuous electric-fieldapplication with simple voltage supplies.Theoretical explanation of the design has been presented and supported with finiteelement method simulations. Evolution of the design has been explained inconjunction with solutions to arising problems, chronologically. Comparisons of theproposed system with respect to the existing systems in the literature have beengiven.The devices are fabricated using a 3-mask process utilizing suspended parylenechannel process. The experiments are realized with 1 ?m and 10 ?m polystyrenebeads. The results show that 1 ?m particles have an average speed of 4.57 ?m/s with1.06 ?m/s standard deviation, and 10 ?m particles have an average speed of 544?m/s with 105 ?m/s standard deviation. The speed variation coefficient for 1 ?mand 10 ?m beads can be calculated as 23% and 19%, respectively. The size accuracyof the device is ±10%, while the resolution is 20%, that is, particles with radiidifferent from each other by 20% can be separated. It is worthy to note that theexperimental results almost match the simulation results.
Benzer Tezler
- Design and implementation of a MEMS based gravimetric detector for cytometry applications
Sitometri uygulamaları için MEMS tabanlı gravimetrik duyarga tasarımı ve uygulanması
EKREM BAYRAKTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Development of a resonant mass sensor for MEMS based cell detection applications
MEMS tabanlı hücre algılama uygulamaları için rezonant kütle sensörü geliştirilmesi
DENİZ EROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Design, fabrication and implementation of a vibration based MEMS energy scavenger for wireless microsystems
Kablosuz sistemlere yönelik titreşim tabanlı bir mikro enerji üretecenin tasarımı, üretemi ve uygulanması
İBRAHİM SARI
Doktora
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNA BALKAN
YRD. DOÇ. HALUK KÜLAH
- Design and implementation of low power interface electronics for vibration-based electromagnetic energy harvesters
Titreşime dayalı elektromanyetik enerji üreteçleri için düşük güçlü arayüz elektronik devrelerinin tasarımı ve uygulaması
ARİAN RAHİMİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
YRD. DOÇ. DR. ALİ MUHTAROĞLU
- Mems based resonant mass sensors with feedthrough current elimination for in-liquid cell detection applications
Sıvı ortamda hücre tespiti uygulamaları için kaçak akımı eleyen mems tabanlı resonant kütle sensörleri
MUSTAFA KANGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH