Inertial focusing in curvilinear channels
Dönel kanallarda atalet etkisi ile fokuslama
- Tez No: 478287
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KOŞAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Atalet etkili mikroakışkanlar, parçacık ayırma, parçacık zenginleştirmesi, dolaşımdaki tümör hücrelerinin (CTC) hızlı tespiti ve teşhisi gibi potansiyel uygulamalar nedeniyle ortaya çıkan konulardan biri olmuştur. Bu tür uygulamaların entegrasyonunu gerçekleştirmek için temel fizik iyi anlaşılmalıdır. Bu tez, 280 ° eğrilik açılı eğrisel kanallarda fokuslanan kanserli hücre hattının yanı sıra, hidrodinamik kuvvetlerin avantajlarından yararlanan, farklı eğrilik açılarına (280 °, 230 ° ve 180 °) sahip eğrisel kanallarda parçacık dinamiğine odaklanmaktadır. Atalet kuvveti ve Dean sürükleme kuvvetleri etkisindeki partiküllerin, 3D konumunun önemi, 20 μm (büyük), 15 μm (orta) ve 10 μm (küçük) floresanlı polistiren mikropartiküller ile Jurkat, MDA ve K562 hücre hatlarının fokuslanma davranışı 400-2700 μL / dak. debi aralığında ve 30-205 Reynolds sayısı aralığında inceleyerek sunulmaktadır. Parçacıkların ve hücrelerin yanal ve düşey doğrultuda hareketi ve denge pozisyonları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu çalışmanın bulguları çerçevesinde eğrilik açısındaki artışın daha iyi bir ayırma verimi ile sonuçlandığı bulgusuna varılabilir. Buna ek olarak, iki farklı bölge tanımlanmaktadır: iç duvarın dış duvar haline geldiği geçiş bölgesi ve çıkış bölgesi. Parçacıkların baypas hareketine dayanarak, geçiş bölgesini çıkış olarak tasarlamanın, daha iyi bir ayırma verimi ile sonuçlanacağı düşünülmektedir. Bu temel yaklaşım parçacık dinamiklerinin altında yatan fizik hakkında fikir vermekte ve sürekli, yüksek verimli, paralelleştirilebilir ve boyuta dayalı parçacık ve hücre ayrımı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Inertial microfluidics has become one of the emerging topics due to potential applications such as particle separation, particle enrichment, rapid detection and diagnosis of circulating tumor cells (CTCs). To realize its integration to such applications, underlying physics should be well understood. This dissertation focuses on particle dynamics in curvilinear channels with different curvature angles (280°, 230° and 180°), where advantages of hydrodynamic forces are exploited as well as cancer cell line focusing in curvilinear channels with curvature angle of 280°. The cruciality of the 3D particle position with respect to inertial forces and Dean drag force is presented by examining the focusing behavior of 20 µm (large), 15 µm (medium) and 10 µm (small) fluorescent polystyrene microparticles, Jurkat, MDA and K562 cell lines for a wide range of flow rates (400-2700 µL/min) and corresponding channel Reynolds numbers (30-205). Migration of the particles and cells in lateral and vertical directions and their equilibrium positions are investigated in detail. In the framework of this study's findings, it can be concluded that an increase in curvature angle results in a better separation efficiency. Additionally, two different regions are described: transition region, where the inner wall becomes the outer wall and vice versa, and outlet region. Based on particles' bypassing movement, designing outlets in transition region results in a better separation efficiency. This fundamental approach gives insight into the underlying physics of particle dynamics and offers continuous, high throughput, label-free and parallelizable size-based particle and cell separation.
Benzer Tezler
- Development of microfluidic systems for differential sorting of microparticles and investigation of their performances
Mikro partiküllerin ayrıştırılması için mikro akış sistemlerinin geliştirilmesi ve performanslarının incelenmesi
KAAN ERDEM
Doktora
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
PROF. DR. ALİ KOŞAR
- Mikrokanallarda kanalın kavislilik oranının ve parçacıkların konsantrasyonlarının pasif parçacık ayrıştırması üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of channel curvature ratio and particles' concentrations in curved microchannels for passive particle separation
DENİZ İNCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Numerical investigation of inertial focusing of micro andnanoparticles in curvilinear microchannels
Eğrisel mikrokanallarda mikro ve nanopartiküllerin ataletsel odaklanmasının sayısal incelenmesi
AHMET TURAN ALDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Investigation of the low-cost passive on-chip cell separation methods
Düşük maliyetli çip üstü pasif hücre ayrıştırma metotlarının araştırılması
OSMAN GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyokimyaAydın Adnan Menderes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN GÜÇLÜER
- Development of viscoelastic particle migration for microfluidic flow cytometry applications
Mikroakışkan akış sitometrisi uygulamarında viskoelastik parçacık hizalama tekniğinin geliştirilmesi
MURAT SERHATLIOĞLU
Doktora
İngilizce
2020
Biyofizikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR ELBÜKEN