جلسه دفاع دکتری (آقای علیرضا بارانی)
موضوع: توسعه و ساخت یک تجهیز فراصوتی برای جداسازی ذرات در میکروکانال
ارائه دهنده: علیرضا بارانی
استاد راهنما : دکتر پیمان مصدق
اساتید مشاور: دکتر شقایق حقجوی‌جوانمرد-دکتر محسن ثقفیان-دکتر شاهرخ سپهری‌رهنما
اساتید داور: دکتر احمدرضا پیشه‌ور-دکتر علیرضا فدائی تهرانی- دکتر پروانه نیک‌پور- دکتر مهدی مقیمی‌زند
چکیده
اولین مرحله در تشخیص سرطان جداسازی سلول‌های سرطانی از خون است. به همین منظور محققان در حال مطالعه‌ی روشهای
مختلف برای جداسازی سلولها هستند. در اين تحقیق هدف ارائه روشی ارزان‌قیمت اما با بازدهی بالا و نیز زيست‌سازگار برای طراحی
و ساخت میکروکانالهای صوتی است که با آنها به‌توان فرآيند جداسازی سلولها و ذرات جامد با اندازه متفاوت و يا جداسازی از سیال
حامل را به کمک امواج صوتی انجام داد. در اين راستا تلاش‌ها متمرکز بر ارائه میکروکانال‌هايی است که با آن به‌توان با دقت خوبی و با
کاهش نیاز به سعی و خطا جداسازی را انجام داد. بنابراين در اين مطالعه از روش شبیه‌سازی برای طراحی دقیق میکروکانال‌ها استفاده
شده است. همچنین به منظور سهولت در ساخت و کاهش هزينه‌ها از روش ماشینکاری برای ساخت میکروکانال‌ها بهره برده شده است.
ابتدا برای راستی‌آزمايی روش طراحی و ساخت مورد استفاده میکروکانال‌هايی تمام فلزی از جنس آلومینیوم مورد مطالعه قرار گرفتند،
سپس آزمايش‌هايی با هدف بررسی توانايی آنها در به خط کردن سلولها و ذرات پلی‌استايرن در صفحه گره موج انجام شده است. نتايج
نشان داد که میکروکانالهای آلومینیومی ساخته شده با روش ماشینکاری برای انجام آزمايش‌های آکوستوفورسیس مناسبند و به‌دلیل
داشتن بدنه آلومینیومی افزايش دما در آنها حدود 2 درجه سانتیگراد است که برای سلول‌های زنده آسیب‌زا نمی‌باشد. اما آلومینیوم
زيست‌سازگار نیست و اتصال سقف شیشه‌ای و اتصالات مورد نیاز برای شیلنگ‌ها و نیز جابجايی گره موج در میکروکانالهای آلومینیومی
بسیار مشکل است. معايب گفته شده برای میکروکانالهای آلومینیومی را می‌توان با استفاده از پلیمرها برای ساخت میکروکانالهای
صوتی بر طرف کرد اما پلیمرها امواج صوتی را مستهلک می‌کنند و باعث افزايش دما می‌شوند. به منظور بهره‌وری از مزايای هر دو
جنس، روشی که مبتنی بر استفاده همزمان از مواد نرم و سخت صوتی برای ساخت میکروکانالهای صوتی است ارائه گرديد. در اين
روش، ترکیبی از PDMS و آلومینیوم به ترتیب به عنوان ماده نرم و سخت صوتی استفاده گرديد. با استفاده از روش طراحی و ساخت
ارائه شده، میکروکانالی ترکیبی ارائه گرديد که نشان داد مزايای میکروکانالهای ساخته شده از جنس‌های سخت و نرم را به طور همزمان
دارد. نتايج نشان می‌دهد که میکروکانال ترکیبی حتی در مقايسه با میکروکانالهای سیلیکونی که با روشهای دقیق لیتوگرافی ساخته
میشود عملکرد خوبی در انتقال سلولها و ذرات به گره موج دارد و افزايش دما در آن بدون استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده حدود
14 درجه سانتیگراد است که برای سلول‌های زنده آسیب‌زا نیست. میکروکانال ترکیبی همچنین نشان داد که ذرات پلی‌استايرن را
می‌تواند با بازدهی حدود 76 درصد از سیال حامل جدا کند که در جداسازی با دو سیال موازی دست‌آورد بالايی محسوب میشود.
وضوح تصوير ديگر دست‌آورد میکروکانال ترکیبی ارائه شده است. در فرآيندهای آکوستوفورسیس دنبال کردن رفتار سلولها و ذرات در
کانال سیال بسیار مهم است که با استفاده از PDMS(که پلیمری شفاف است) در ساخت میکروکانال ترکیبی امکان ديدن واضح
محیط درون کانال سیال فرآهم شده است.
.