Viscosity and surface tension in the biological microparticle filtration process

• Autorzy: Górka A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0011.8015

Warianty tytułu

PL

Lepkość i napięcie powierzchniowe w procesie filtracji mikrocząstek biologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper uses a simple model to present the effects of viscosity and surface tension on the basic parameters of the biological microparticle filtration process. A single filtration membrane with a uniform transmission structure in 2D space was used for the purposes of this analysis. The filtration system relations are described for the threshold filtration force, maximum and minimum height of the filtered liquid to guarantee stable filtration in a gravity field, and the duration of the process and forces affecting the microparticles during filtration. Based on these relations, the summary shows sample calculations for the base model of negative filtration of biological particles.

PL

W artykule przedstawiono wpływ lepkości i napięcia powierzchniowego na podstawowe parametry procesu filtracji mikrocząstek biologicznych. Do analizy wykorzystano pojedynczą membranę filtracyjną o jednorodnej strukturze transmisji w przestrzeni 2D. Dla powyższego układu filtracji opisano zależności określające graniczną siłę filtracji, maksymalną i minimalną wysokość filtrowanej cieczy gwarantującą stabilne warunki procesu filtracji w polu grawitacyjnym, a także zależności opisujące czas procesu i siły działające na mikrocząstki w procesie filtracji. W podsumowaniu publikacji, na podstawie tych zależności przedstawiono przykładowe obliczenia dla bazowego modelu negatywowej filtracji cząstek biologicznych.

Słowa kluczowe

EN

microparticle filtration; filtration screens; biological particle filtration; filtration membranes; sedimentation; kinematic viscosity; dynamic viscosity; liquid surface tension

PL

filtracja mikrocząstek; sita filtracyjne; filtracja cząstek biologicznych; membrany filtracyjne; sedymentacja; lepkość kinematyczna; lepkość dynamiczna; napięcie powierzchniowe cieczy

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 67, nr 1
• Strony: 15--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz.

Twórcy

autor

Górka A.

• Military University of Technology, Institute of Optoelectronics, 2 Gen. W. Urbanowicza Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Górka A., Model procesu filtracji z membranowym filtrem o jednorodnej strukturze transmisji, Biuletyn WAT vol. 66, nr 3, 2017, Warszawa, 2017.
• [2] Król D., Drybańska B., Mazur B., Filtracja - najskuteczniejsza metoda usuwania krwinek białych z krwi i jej składników, Acta Haematologica Polonica, 36, nr 4, 2005, s. 399-407.
• [3] Harouaka R.A., Zhou M.-D., Yeh Y.-T., ..., Flexible Micro Spring Arry Device for High-Throughput Enrichment of Viable Circulating Tumor Cells, Clinical Chemistry, 60:2, 2014, p. 323-333.
• [4] Vona G., Sabile A., Louha M., Sitru V., ..., Isolation by Size of Epithelial Tumor Cells. A New Method the Immunomorphological and Molecular Characterization of Circulating Tumor Cells, American Journal of Patbology, vol. 156, no. 1, January 2000.
• [5] Xu T., Lu B., Y.-Chong Tai, Goldkorn A., A Cancer Detaction Platform Which Measures Telomerase Activity from Live Circulating Tumor Cells Captured on a Microfilter, American Association for Cancer Research, Priority Report, 70(16), August 15, 2010.
• [6] Minamisawa R.A., Zimmerman R.L., Muntele C., Ila D., Advanced PFA thin porous membranes, U.S. Patent pending, www.intechopen.com
• [7] Coumans F.A.W., van Dalum G., Beck M., Terstappen L.W.M.M., Filtr Characteristics Influencing Circulating Tumor Cell Enrichment from Whole Blood, Plos One, vol. 8, issue 4, e61770, www.plosone.org, April 2013.
• [8] Coumans F.A.W., van Dalum G., Beck M., Terstappen L.W.M.M., Filtration Parameters Influencing Circulating Tumor Cell Enrichment from Whole Blood, Plos One, vol. 8, issue 4, e61774, www.plosone.org, April 2013.
• [9] European Patent Application, EP 2 634 245 A2, 2013.
• [10] United States Patent Application Publication, US 2009/0188864 A, 2009.
• [11] Zgłoszenie patentowe do urzędu Patentowego RP, P.415688, 2016.
• [12] European Patent Application, EP 2 634 244 A2, 2013.
• [13] Zgłoszenie patentowe do Urzędu Patentowego RP, P.406164, 2013.
• [14] Zgłoszenie patentowe do Urzędu Patentowego RP, P.408760, 2014.
• [15] Holdich R., Kosvintsev S., Cumming I., Zhdanov S., Pore design and engineering for filters and membranes, Phil. Trans. R. Soc. A 2006 364, doi: 10.1098/rsta.2005. 1690, published 15 January 2006.
• [16] Rozdzielenie komórek metodą wirowania, opracowanie Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej, Katedra Technologii Leków i Biochemii, 2016.
• [17] Kisiel J., Opróżnianie jednokomorowych zbiorników o kształcie brył obrotowych, Czasopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, z. 11, 2009.
• [18] van den Berg A., Lammerink T.S.J., Micro Total Analysis Systems: Microfluidic Aspects, Integration Concept and Applications, Topics in Curret Chemistry, vol. 194, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 1998.
• [19] Moon H.-S., Kwon K., Hyun K.-A., Sim T.S., ..., Continual collection and re-separation of circulating tumor cells from blood using multi-stage multi-orifice flow fractionation, AIP Biomicrofluidics, Conference on Advances in Microfluidics & Nanofluidics, May 24-26 2013.
• [20] Stott S.L., HsuC.-H., Tsukrov D.I., Yu M., ..., Isolation of circulating tumor cells using a microvortex-generating herringbone-chip, PNAS, October 26, 2010, vol. 107, no. 43, ww.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1012539107.
• [21] Efekt Coriolisa, www.pl.wikipedia.org, wrzesień 2017.
• [22] Rębilas K., Mazurkiewicz J., Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy metodą stalagmometryczną, Uniwersytet Rolniczy, Kraków, 2016/2017.
• [23] Napięcie powierzchniowe, www.pl.wikipedia.org, wrzesień 2017.
• [24] Zięba A., Lepkość cieczy - jak zmierzyć współczynnik lepkości, Foton98, Jesień 2007.
• [25] Prawo Hagena-Poiseuille’a, www.pl.wikipedia.org, wrzesień 2017.
• [26] Rębilas K., Wanik B., Wyznaczanie współczynnika lepkości dynamicznej cieczy niutonowskiej metodą Poiseuille’a, Uniwersytet Rolniczy, Kraków, 2016/2017.
• [27] Wiskozymetr Ostwalda, www.pl.wikipedia.org, wrzesień 2017.
• [28] Wojciechowska K.M., Zastosowanie metod modelowania i symulacji do analizy efektywności procesu filtracji wody, Ochrona Środowiska, 4(83), 2001.
• [29] The Complete Blood Viscosity Profile, www.meridianvelleylab.com, wrzesień 2017.
• [30] Libionko A., Figiel W., Maga P., ..., Lepkość krwi w chorobach układu krążenia ze szczególnym uwzglednieniem kardiologicznego zespołu X, Via Medica, t. 12, nr 7, 2005, 465-470.
• [31] Prawidłowy skład krwi człowieka, www.pl.wikipedia.org, wrzesień 2017.
• [32] Prawo Stokesa, www.pl.wikipedia.org, wrzesień 2017.
• [33] Bińczycka H., Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa, Feniks, Kapitał Ludzki, Uniwersytet Jagielloński, marzec 2010.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).