Ανάπτυξη μικρορροϊκού συστήματος (microfluidics) για ανάλυση της ροής και ιδιοτήτων αίματος σε μικροαγωγούς
Date Issued
2021
Author(s)
Advisor
Abstract
Οι μικρορροϊκές διατάξεις χρησιμοποιούνται ευρέως τα τελευταία χρόνια για διαγνωστικούς σκοπούς αίματος, και στις πλείστες διατάξεις η ροή του αίματος ωθείται από κοστοβόρες και περίπλοκες μικροαντλίες. Η παθητική ροή που δημιουργείται από την επιφανειακή τάση σε μικροαγωγό, προσφέρει έναν ενναλακτικό μηχανισμό για την ώθηση της ροής, με συνέπεια μία απλούστερη και χαμηλότερου κόστους διάταξη.
Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε μικρορροϊκή διάταξη (microfluidic testing chip) για μελέτη ροής και άλλων ιδιοτήτων του αίματος (ανάλυση πεδίου ταχύτητας, μικροδομής αίματος κ.α.). Η μικρορροϊκή διάταξη βασίζεται σε γυάλινα πλακίδια μικροσκοπίου στα οποία έγινε επεξεργασία επιφανείας με σκοπό την βελτίωση της υδροφιλότητας και κατ’ επέκταση της αύξησης της επιφανειακής τάσης και της έντασης της ροής. Χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές laser, σε συνδυασμό με πρωτόκολλα καθαρισμού και επίστρωσης επιφανειών με TiO2 (Διοξείδιο του Τιτανίου). Τα αποτελέσματα έδειξαν πως ο παράγοντας της τραχύτητας επιφάνειας επηρεάζει την υδροφιλικότητα ενός υλικού και κατεπέκταση την ταχύτητα μηνίσκου σε μια μικρορροϊκή διάταξη. Συμπερασματικά η υδροφιλότητα των επιφανειών και η ωθούμενη από επιφανειακές τάσεις ροής στον αγωγό βελτιώθηκαν σημαντικά σε σημείο που σε κάποιες περιπτώσεις η διαφορά της γωνίας υδροφιλικότητας, μεταξύ της αρχικής επιφάνειας και της ίδιας επιφάνειας αφού επεξεργάστηκε βάση ενός πρωτοκόλλου ήταν προσεγγίστηκα μέχρι και 40ο. Η χρήση των εξειδικευμένων τεχνικών ανάπτυξης του μικρορροϊκού συστήματος έχουν σημαντικές δυνατότητες για βελτίωση της έντασης και έλεγχο ροής σε μικρορροϊκές διατάξεις.
Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε μικρορροϊκή διάταξη (microfluidic testing chip) για μελέτη ροής και άλλων ιδιοτήτων του αίματος (ανάλυση πεδίου ταχύτητας, μικροδομής αίματος κ.α.). Η μικρορροϊκή διάταξη βασίζεται σε γυάλινα πλακίδια μικροσκοπίου στα οποία έγινε επεξεργασία επιφανείας με σκοπό την βελτίωση της υδροφιλότητας και κατ’ επέκταση της αύξησης της επιφανειακής τάσης και της έντασης της ροής. Χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές laser, σε συνδυασμό με πρωτόκολλα καθαρισμού και επίστρωσης επιφανειών με TiO2 (Διοξείδιο του Τιτανίου). Τα αποτελέσματα έδειξαν πως ο παράγοντας της τραχύτητας επιφάνειας επηρεάζει την υδροφιλικότητα ενός υλικού και κατεπέκταση την ταχύτητα μηνίσκου σε μια μικρορροϊκή διάταξη. Συμπερασματικά η υδροφιλότητα των επιφανειών και η ωθούμενη από επιφανειακές τάσεις ροής στον αγωγό βελτιώθηκαν σημαντικά σε σημείο που σε κάποιες περιπτώσεις η διαφορά της γωνίας υδροφιλικότητας, μεταξύ της αρχικής επιφάνειας και της ίδιας επιφάνειας αφού επεξεργάστηκε βάση ενός πρωτοκόλλου ήταν προσεγγίστηκα μέχρι και 40ο. Η χρήση των εξειδικευμένων τεχνικών ανάπτυξης του μικρορροϊκού συστήματος έχουν σημαντικές δυνατότητες για βελτίωση της έντασης και έλεγχο ροής σε μικρορροϊκές διατάξεις.