ارائه‌کننده: سمانه قویدل
استاد راهنما: دکتر روزبه عابدینی نسب
استاد مشاور: دکتر حسین نادری منش
استاد ناظر داخلی: دکتر سید محمد جعفر سبحانی
استاد ناظر خارجی: دکتر محمد نجفی آشتیانی
تاریخ: 1403/12/19
ساعت: 8:30
مکان: دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم پزشکی، سالن پنج

چکیده:
دست‌کاری دانه‌ها و ذرات مغناطیسی در تراشه‌های میکروسیال یک زمینه تحقیقاتی امیدوارکننده برای کاربردهای بیولوژیکی است. به‌وسیله فناوری تراشه‌های میکروفلویدیک می‌توان ابزارهایی برای جداسازی، تجزیه‌وتحلیل و دستکاری موازی ذرات‌ منفرد ایجاد کرد. روش‌های مختلفی برای کنترل ریز‌ذرات در داخل تراشه‌های میکروفلوییدیکی وجود دارد، از جمله روش‌های مبتنی بر نیروهای مغناطیسی، الکتریکی، آکوستیک و هیدرودینامیکی. هرکدام از این روش‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند.  ساخت جزئیات هندسی کوچک  در این تراشه‌ها بسیار سخت و چالشی است. برای ساخت تراشه‌های میکروفلویدیک روش‌های گوناگونی مثل میکرومیلینگ، لیتوگرافی نرم و پرینت سه‌بعدی وجود دارد.
در اینجا برای ساخت تراشه مدنظر از روش لیتوگرافی نرم استفاده شده است؛ زیرا در مقایسه با سایر روش‌های موجود این روش دارای بالاترین دقت به همراه بهترین سطح تولید شده ‌می‌باشد. در این پایان‌نامه، ذرات مغناطیسی اکسید آهن در داخل قطراتی محصور شدند و تراشه میکروفلویدیکی طراحی شد که امکان دستکاری این قطرات مغناطیسی را با استفاده از نیروی مغناطیسی تولید شده توسط آهن‌ربا فراهم می‌کند. ابتدا طراحی هندسه تراشه در نرم‌افزار اتوکد انجام شد و پس از ساخت تراشه آزمایش‌های مربوطه جهت ایجاد تک قطرات انجام شد. روش استفاده از نیروی مغناطیسی به دلیل کنترل از راه دور بسیار موردتوجه قرار گرفته است.
در کارهای مشابه از آهن‌ربا جهت ایجاد تک قطرات مغناطیسی استفاده نشده و یا از یک سیستم پیچیده جهت تولید نیروی مغناطیسی استفاده شده است، ولی استفاده از آهن‌ربا پیچیدگی سیستم‌های دیگر را ندارد و با استفاده از یک آهن‌ربای ساده می‌توان نیروی مغناطیسی لازم جهت حرکت قطرات را به دست آورد و هندسه تراشه به‌گونه‌ای طراحی شده است که می‌توان  قطرات را در داخل انباره‌هایی با رزولوشن تکی یا جفت محصور کرد. همچنین تأثیر پارامترهای مختلف مانند اندازه قطرات، سایز دهانه انباره، غلظت ذرات مغناطیسی در داخل قطرات، شدت‌جریان سیال، اندازه میدان مغناطیسی، فاصله آهن‌ربا تا تراشه مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه بررسی شده است که با اعمال منبع میدان مغناطیسی 20 ارستد در فاصله نیم‌متری آهن‌ربا از تراشه می‌توان نیروی مغناطیسی مناسبی جهت حرکت‌دادن قطرات ایجاد کرد، همچنین با تغییر سرعت آهن‌ربا می‌توان ذرات را از داخل قطرات جدا کرد.
نتایج نشان داده است که مقدار جریان لازم جهت حرکت قطرات مغناطیسی از ورودی تا رسیدن به نزدیکی انباره 20 میلی بار است و همچنین جهت تولید قطراتی مناسب مقدار آب باید کمتر از مقدار روغن باشد و به همین جهت به‌ازای 25 سی‌سی روغن از یک سی‌سی مخلوط آب و ذرات استفاده شد و باتوجه‌به ورودی 200 میکرونی انباره قطرات تولید شده با سایز بیش از 200 میکرون در ورودی انباره گیر خواهند کرد. این تراشه می‌تواند به‌عنوان یک سیستم آنالیز تک ذره‌ای و تک‌سلولی مورداستفاده قرار بگیرد.