Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical modelling of microflow and μPIV measurementin microfluidic cell culture device

Loska Michał

Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej

|

2019

|

Vol. 6

55--72

EN

Microfluidics is a relatively young field of study and production of microfluidic devices still has roomfor improvement. Microfluidic devices can be found in many applications, especially in biology due toimmense capabilities to mimic physiological conditions of a living organism. To make the productionmore convenient and predict the conditions in designed microdevice CFD modelling can be used. Itallows predicting, among the others, flow pattern through microchannels and thermal conditions. It cansave expensive and time-consuming trial and error method in microdevice prototyping as a modificationof geometry and working conditions is much simpler in CFD modelling. In this work construction of the CFD model of flow through microfluidic cell culture device is presented. To verify the CFD modelan analytical solution was used. The CFD model results were very close to analytical ones, the averagerelative difference between the flow velocity was equal to 2.57%. Analysis of flow field results indicatedpossible improvement of medicine transport to cell culture chambers. The attempt to use simplified μPIV measurement was also a part of the research. These results were compared to the analytical model, the average relative error was equal to 34.55%. The main purpose of measurement attempt was to gainexperience inμPIV measurement so the average relative error value was still tolerable. Thanks to this attempt, useful conclusions were drawn allowing for more accurate measurements in the future.

PL

Badania nad urządzeniami mikroprzepływowymi to stosunkowo młoda dziedzina nauki, a w produkcji urządzeń mikroprzepływowych wci ̨a ̇z jest miejsce na poprawę. Urządzenia mikroprzepływowe znajdują wiele zastosowań, zwłaszcza w biologii ze względu na ogromne możliwości w naśladowaniu warunków fizjologicznych ̇żywego organizmu. Aby ułatwić produkcję i przewidzieć warunki panujące w projektowanym mikrourządzeniu, można zastosować modelowanie CFD. Pozwala ono przewidzieć m.in. warunki przepływu przez mikrokanały oraz warunki termodynamiczne w nich panujące. Modelowanie CFD pozwala zaoszczędzić na kosztownej i czasochłonnej metodzie prób i błędów w produkcji mikrourządzeń, ponieważ ̇z modyfikacja geometrii i warunków pracy jest znacznie prostsza w modelowaniu CFD. W tej pracy przedstawiono konstrukcję modelu CFD przepływu przez mikroukład w systemie mikro przepływowej hodowli komórek. Aby zweryfikować model CFD, skonstruowano model analityczny. Wyniki modelu CFD były bardzo zbliżone do wyników analitycznych, ponieważ średnia względna różnica między profilami prędkości przepływu wynosiła 2,57%. Analiza wyników polowych wskazała na możliwą poprawę efektywności dostarczenia leku do komór hodowlanych. Opracowanie wyników próbnego pomiaru μPIV było równie ̇z częścią tego badania. Po opracowaniu wyników, porównano je z wynikami modelu analitycznego - średni błąd względny wyniósł 34,55%. Głównym celem próbnego pomiaru było zdobycie doświadczenia w pomiarze μPIV, więc średnia wartość błędu względnego była nadal dopuszczalna. Dzięki tej próbie wyciągnięto użyteczne wnioski pozwalające na dokładniejsze pomiary w przyszłości.

2

Pomiar pól prędkości mikroprzepływów za pomocą metody mikro-PIV

Tański M., Kocik M., Barbucha R., Garasz K., Mizeraczyk J.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2013

|

Nr 34

71--73

PL

W artykule przedstawiono metodę oraz wyniki pomiarów pól prędkości cieczy płynącej wewnątrz mikrokanału. W tym celu zastosowano metodę mikro-PIV (micro Particle Image Velocimetry). Metoda ta umożliwia pomiar prędkości pola przepływu cieczy na podstawie analizy toru ruchu cząstek posiewu płynących wraz z cieczą. Jako posiew zastosowano kulki żywicy melaminowej (o średnicy 10 μm) domieszkowane rodamina B. Badana objętość mikrokanału umieszczona została pod mikroskopem optycznym i oświetlona, dwoma krótkimi impulsami światła laserowego o długości fali 532 nm. Pod wpływem promieniowania laserowego rodamina B obecna w kulkach posiewu emitowała promieniowanie fluorescencyjne o długości fali 595 nm, które rejestrowano za pomocą zamontowanej do mikroskopu kamery CCD z zestawem filtrów optycznych. Analizując zmianę położenia kulek posiewu na dwóch kolejnych zdjęciach, odpowiadających dwóm kolejnym impulsom laserowym, wyznaczono przesuniecie cząstek powiewu w danym czasie. Na tej podstawie wnioskować mona o rozkładzie pola prędkości cieczy płynącej w mikrokanale.

EN

In this paper a micro-PIV method for measuring a velocity map of the fluid flow in microchannels is presented. The micro- PIV method is based on the traditional Particle Image Velocimery (PIV) method and is applied for microscale measurements. In the micro-PIV method, velocity maps are obtained with the algorithm of displacement tracking of seed particles which are introduced into the fluid flow. Plastic balls filled with fluorescent rhodamine B of the diameter of 10 μm are used as seed particles. The experimental test stand consisted of an optical microscope with a CCD camera equipped with a set of optical filters, a twin Nd:YAG laser (wavelength = 532 nm), a Dantec timerbox unit and a computer with the software for data analysis. Seed particles are activated with laser radiation and emit the fluorescent light of = 592 nm which is captured with the CCD camera. The trace of the seed particles is calculated using computer algorithms. Fluid velocity maps are calculated on the base of the calculated trace of the seed particles.

3

Metodyka projektowania mikroaparatów lab-on-a-chip do badań przepływów w naczyniach włosowatych guzów nowotworowych

Szafran R.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2013

|

Nr 5

477--478

PL

Praca prezentuje nowy sposób projektowania mikrourządzeń lab on a chip (LOC) do zastosowań w biotechnologii i medycynie. Umożliwia on odwzorowanie dowolnie wybranej struktury naczyniowej, niezależnie od narządu, nowotworu, czy nawet organizmu. W ramach badań opracowano projekt i metodę fabrykacji mikrosystemu symulującego sieć naczyń włosowatych powstających podczas angiogenezy nowotworowej. Opracowano pełną metodykę fabrykacji i łączenia elementów urządzenia.

EN

The paper presents a new method for the designing of lab-on-a-chip (LOC) microdevices for biotechnology and medicine applications. It makes possible to reproduce the vascular structure, regardless of the organ, tumor or even the body. Methods for designing and fabrication of microsystems for microflow investigations in the network of capillary vessels of cancer tumor were developed. The complete methodology for fabrication and joining of the system is presented.

4

Zminiaturyzowane elementy dla układów mikrohydraulicznych maszyn i urządzeń

Kollek W., Kudźma Z., Rutański J., Stosiak M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2009

|

Z. 12

CD-CD

PL

W referacie przedstawiono wybrane przykłady zastosowań zminiaturyzowanych elementów hydraulicznych proponowanych przez wyspecjalizowanych producentów oraz podano wyniki niektórych prac własnych nad zjawiskami związanymi z mikroprzepływami. W referacie prezentuje się m.in. wyniki pomiarów drgań zawom przelewowego mikrozasilacza hydraulicznego wykonane za pomocą wibrometru laserowego metodą bezdotykową. Wykorzystanie do pomiarów w obszarze mikrohydrauliki wibrometru laserowego podyktowane było koniecznością zapewnienia braku wpływu przyrządów pomiarowych na badany obiekt.

EN

In the paper selected examples of miniaturized hydraulic components were presented. These miniaturized hydraulic components arc offered by specialized manufacturers on the market. Moreover some results of effect connected with micro flow were presented. Vibrations of relief valve of microhydraulic power unit were presented in the paper. During tests the set of laser vibrometer was used contactlcss method. Application of laser vibrometer for microhydraulic components measurements causes no test stands influence on tested object.