In this paper two-dimensional dielectrophoresis is described. First electric field distribution in particle and surrounding fluid is calculated and next dipole moment and surface charge density is derived. These values are fundamental for force calculation in two-dimensional dielectrophoresis and in simulation velocity distribution in interdigitated electrodes.
PL
W tej publikacji omówiono zjawisko dielektroforezy w dwóch wymiarach. Najpierw odpowiednie równania pole zostaną analitycznie rozwiązane, a następnie zostaną wyprowadzone wzory na wartość momentu dipolowego cząsteczki zanurzonej w dielektrycznym płynie. Wielkości te mają podstawowe znaczenie w obliczaniu sił i momentów działających na cząsteczkę oraz na wyznaczanie rozkładu prędkości w urządzeniach do separacji cząstek.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Results of calculations using Maxwell stress tensor method for a new DEP based flow control device with the distance between the electrodes equal to 400m and the relative permittivity of the liquid (2-propanol) equal to 19.9 are presented. The analysis of the influence of the electric field and the shape of the meniscus on the forces acting on the liquid surface and the liquid height-of-rise for several voltage values is presented. The results show good agreement with these obtained using simplified method.
PL
Przedstawiono wyniki obliczeń wykorzystujących metodę tensora napięć Maxwella do analizy nowego typu regulatora przepływu wykorzystującego zjawisko dielektroforezy. Obliczenia wykonano dla odległości elektrod 400m i względnej przenikalności elektrycznej płynu 19,9. Przedstawiono analizę wpływu pola elektrycznego i kształtu menisku na siły działające na powierzchni płynu i wysokość płynu w mikrokanale dla kilku wartości napięcia. Wyniki analizy pokazują dobrą zgodność z uzyskanymi metodą uproszczoną.
Nowadays, various microfluidic platforms are developed with a focus on point-of-care diagnostics in the biomedical field. Segregation of blood cells and plasma remains an essential part of medical diagnosis in which isolation of platelets (PLTs), red blood cells (RBCs), and white blood cells (WBCs) is a requirement for analysis of diseases associated with thrombocytopenia, anemia, and leukopenia. However, a separated plasma contains proteins, nucleic acids, and viruses, for which a microfluidic device is introduced for continuous separation of PLTs, RBCs, and WBCs with a diameter range of 1.8–2 m, 5–6 m, and 9.4–14 m, respectively, and plasma using the negative dielectrophoresis (DEP) force principle. In this study, design of the device is explored utilizing COMSOL Multiphysics 5.4 tool. This design consists of triangular micro-tip electrodes at the top, which are effective in generating a nonuniform electrical field with a significantly small AC voltage. Furthermore, the blood cells are subjected to the negative DEP force resulting in deflection toward their respective outlets, due to which blood cell separation purity and efficiency from the sample, i.e., of PLTs, RBCs, and WBCs, improve and are obtained at a blood sample flow velocity of 700 m/s and buffer solution flow velocity of 1200 m/s with 12 Vpp electrode voltage, after experimenting and testing at multiple flow velocities. Additionally, a curved microchannel is introduced, producing better plasma flow velocity than a flat microchannel at the side outlets (top and bottom). The cell-free diluted plasma is collected at side outlets (top and bottom) with high purity and improved separation efficiency.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper we calculate electric field distribution and forces acting on single dielectric particle. Dipole approximation method is adopted. Finite element method is used in order to evaluate electromagnetic field in fluid suspension. Different shapes of interdigitated electrodes are investigated in order to optimize dielectrophoretic force acting on particle. At the end computational results are presented.
PL
W tej publikacji obliczany jest rozkład pola elektromagnetycznego oraz siły działające na cząsteczkę dielektryka. Do obliczania sił działających na cząstkę dielektryka użyta jest metoda przybliżona oparta na multipolowym rozwinięciu potencjału. Do obliczenia rozkładu pola elektromagnetycznego w zawiesinie została użyta metoda elementów skończonych. Rozważane są różne kształty elektrod w celu zoptymalizowania sił działających na cząsteczkę. Na końcu artykułu podany jest przykład obliczeniowy.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.