Chipméretű laboratórium mikroreaktor cellájának szimulációs vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Ender Ferenc
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A diplomamunka célja egy mikrofluidikai Lab-on-a-Chip eszközben zajló folyamatok vizsgálata.

Az eszközben enzim-szubsztrát reakciót hajtunk végre a fenilketonuria betegség detektelására, mely a vérben az l-fenil-alanin (L-phe) aminosav koncentrációnövekedését okozza. Az aminosavat PAL enzimmel fahéjsavra és ammóniára bontva, a termelt fahéjsav mennyisége mérhető. Az enzimreakció és kinetikai paraméterek, továbbá a termelt fahéjsav mennyiségének ismeretében az L-phe koncentrációja meghatározható.

A mikrofluidikai rendszer nagyságrendileg mikroliter térfogatú kamrákból és ezeket sorosan összekötő csatornákból áll. A kamrarendszerben folytonos folyadékáramlást hozunk létre. Az enzimet pár száz nanométer átmérőjű mágneses részecskék (magnetic nano particles, MNPs) felületére immobolizáljuk, majd a részecskeközeget a folyadékban szuszpenzióként a kamrába juttatjuk. A mágneses nanorészecskéket a kamrában külső mágneses térrel pozicionáljuk. Az L-phe szubsztrátot ezek után a folyadékáramba juttatva az enzim-szubsztát reakció végrehajtható.

A diplomamunka során az alább leírt folyamatokat vizsgáljuk numerikus szimulációkkal.

-A kamra folyadékkal való feltöltének modellezése különböző áramlási ráták mellett. A cél, hogy a kamra töltődése során ne keletkezzen buborék mert ez a folyadékáramlást akadályozza.

-Az üres, illetve nanorészecskékkel töltött kamra áramlási terének vizsgálata. A nanorészecsék közege megváltozatja az eredetileg üres kamra áramlási terét.

-Az enzim-szubsztrát reakció modellezése a kamrában.

A numerikus szimulációk ANSYS szoftverrel készültek. A szimulációk készítéshez számos, az eszközzel megvalósított mérés eredményeit használtuk fel.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.