Mikrofluidikai rendszer tervezése biológiai minta kezeléséhez

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Gordon Péter Róbert
Elektronikai Technológia Tanszék

Diplomatervezés munkámban egy olyan mikrofluidikai egység tervezését és verifikálását ismertetem, mely alkalmas a vérplazma és a vér alakos elemeinek szétválasztására. A mindennapos orvosi gyakorlatban egyre nő az igény olyan eszközök iránt, amelyek kevés mintából, klinikai környezettől távol, gyorsan szolgálnak eredménnyel, miközben nem igényelnek professzionális személyzetet. Ezen feltételeknek a mikrofluidikai elemekből épített rendszerek képesek megfelelni. A klinikai tesztek jelent®s részében a vizsgálati procedúra első lépései között szerepel a vérplazma szeparációja. A gyors diagnózis felállítását célozva, e funkció megvalósítása kulcseleme az egyre elterjedtebb lab-on-a-chip eszközök fejlesztésének.

Munkám során alaposan áttanulmányoztam a sejtszeparálásra alkalmas mikrofluidikai megoldásokkal kapcsolatos irodalmat. Felállítottam egy szempontrendszert, mely alapján kiválasztottam egy olyan módszert, ami alkalmas a fent említett feladatra. Az ún. Zweifach-Fung hatáson alapuló szeparációt speciális mikrostruktúrák létrehozásával vizsgálhatjuk. Mivel a vonatkozó irodalom a struktúra-tervezésre nem tér ki teljes-körben, ezért megterveztem egy kísérletet, aminek eredményei alapján meg lehet határozni a kérdéses geometriai paraméterek hatását a szeparáció mechanizmusára. A mikrofluidikai tesztstruktúra elkészítéséhez a MTA-MFA Mikrotechnológiai Osztály MEMS laboratóriuma állt rendelkezésre. A mikrofluidikai rendszert először szilícium-üveg szerkezetben hoztam létre. A szilícium szelet megmunkálásához mély reaktív ionmarást (DRIE) alkalmaztam, míg a szendvicsszerkezet üveghordozóját a csatlakozási felületek kialakítása végett, egy frekvencia háromszorozott Nd:YAg lézerrel munkáltam meg. A két szubsztrát anódos kötésével sikerült egy szivárgásmentes, az előírt követelményeket teljesítő mikrofluidikai chipet létrehoznom. Sajnos az elkészült mikrofluidikai struktúra vizsgálata akadályokba ütközött, ezért azt megvalósítottam üveg-PDMS heteroszerkezet formájában is.

Az elkészült mikrofluidikai struktúrnak a szeparáció szempontjából legfontosabb hidrodinamikai tulajdonságát kísérletekkel ellenőriztem. A kísérletek tanulsága szerint az elkészült mikrofluidikai struktúra az elvárásoknak megfelelően működött. Kísérleteket végeztem a struktúra funkcionális működésének ellenőrzésére is. Bár a kapott eredmények eltértek az irodalom alapján elvártaktól, de a szeparáció jelenségét sikerült igazolnom.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.