Статья

Название статьи МИКРОФЛЮИДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
Автор В.Н. Вязьмитин, В.В. Поляков
Рубрика РАЗДЕЛ V. БИОМЕДИЦИНСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ
Месяц, год 09, 2015
Индекс УДК 621.38-022.53
DOI
Аннотация Приводится анализ биологических жидкостей в организме человека и их свойства. Дается характеристика современных методов исследования и взятия проб образцов для анализа, подчеркнута актуальность развития системы персонифицированной медицины. Показаны особенности и некоторые параметры форменных элементов крови, раскрыты возможные области применения микрофлюидных устройств в современных системах диагностики и анализа. Раскрываются особенности и принципы построения элементов микрофлюидных устройств. Показана взаимосвязь проблем персонализации медицины и миниатюризации устройств с применением современных микро- и нанотехнологий. Отмечается, что современные системы диагностики и анализа широко используют микрофлюидные устройства при химических тестах, цитометрии, иммунологическом анализе, клинической диагностике, доставке лекарственных средств в организм. Это могут быть различные микроканалы, микронасосы, ингаляторы, микрореакторы и др. Приведен расчёт протекания жидкости по микроканалам методом ламинарного течения. В проведенных оценочных расчетах показано, что ламинарное течение возможно только до некоторого критического значения числа Рейнольдса, после которого оно переходит в турбулентное. В микроканалах, при выполнении условия «прилипания» скорость движения жидкости очень мала. При этом, увеличение скорости требует значительных давлений, что может привести к разрушению канала. Одним из возможных решений данной проблемы является использование гидрофобных поверхностей. В данном случае, для микрофлюидных устройств на кремнии, используется оксидирование поверхности микроканалов. В статье указано, что существует несколько способов реализации системы каналов на чипе: перекрестная, двойная-Т, двойная-L, двойная-перекрестная, тройная-Т, мульти-Т и др. Отмечено, что наиболее простым в реализации и применении для проведения простых анализов является перекрестная система каналов. Кроме того, указано на влияние гидрофобных и гидрофильных поверхностей микроканалов. В качестве примера реализации микрофлюидного устройства для сепарации биологических жидкостей приводится элемент микрофлюидики, сформированный методом локального анодного окисления. Предложен вариант микрофлюидного устройства для сепарации биологических жидкостей.

Скачать в PDF

Ключевые слова Микрофлюидные устройства; технология; микросистема; нанотехнология; биосенсор; классификация.
Библиографический список 1. Поляков В.В. Технологические аспекты и конструктивные особенности гибридных сенсорных систем // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 9 (158). – С. 7-14.
2. Лысенко И.Е. Метод проектирования двухосевых микромеханических сенсоров угловых скоростей и линейных ускорений RR-типа // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 234-236.
3. Лысенко И.Е. Функционально интегрированные микро- и наномеханические сенсоры угловых скоростей и линейных ускорений. – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2013. – 167 с.
4. Агеев О.А., Мамиконова В.М., Петров В.В., Котов В.Н., Негоденко О.Н. Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. – 153 с.
5. Агеев О.А., Сеченов Д.А., Светличный А.М., Касимов Ф.Д., Кадымов Г.Г. Газочувствительные датчики на основе карбида кремния. – Баку: Изд-во Мутарджим, 2004. – 92 с.
6. Покровский В.М., Коротько Г.Ф. Физиология человека. – М., 2003. – 656 с.
7. Воробьева Е.А., Губарь А.В., Сафьянникова Е.Б. Анатомия и физиология. – М.: Медицина, 1988. – 432 с.
8. Липунова Е.А., Скоркина М.Ю. Физиология крови: монография. – Белгород: Изд-во Бел-ГУ, 2007. – 324 с.
9. Shimojo N, Naka K, Nakajima C, Yoshikawa C, Okuda K, Okada K. Test-Strip Method for Measuring Lactate in Whole-Blood // Clinical Chemistry. – 1989. – Vol. 35. – P. 1992-1994.
10. Сеченов Д.А., Светличный А.М., Поляков В.В. Фотостимулированные технологические процессы в кремниевых структурах. – Таганрог: ТРТУ, 2002. – 103 с.
11. Ageev O.A., Alyabeva N.I., Konoplev B.G., Polyakov V.V., Smirnov V.A. Photoactivation of the processes of formation of nanostructures by local anodic oxidation of a titanium film // Semiconductors. – 2010. – Vol. 44, No. 13. – P. 1703-1708.
12. Chen J., Li J., Sun Y. Microfluidic approaches for cancer cell detection, characterization, and separation // Lab. Chip. – 2012. – Vol. 12. – P. 1753-1767.
13. Avilov V.I., Ageev O.A., Blinov Yu.F., Konoplev B.G., Polyakov V.V., Smirnov V.A., Tsukanova O.G. Simulation of the formation of nanosize oxide structures by local anode oxidation of the metal surface // Technical Physics. – 2015. – Vol. 60, No. 5. – P. 717-723.
14. Светличный А.М., Сеченов Д.А., Бурштейн В.М., Бражник В.А., Поляков В.В. Установка импульсной термообработки ИТО-18М // Электронная промышленность. – 1990. – № 3. – С. 62-64.
15. Сеченов Д.А., Светличный А.М., Воронцов Л.В., Поляков В.В., Бурштейн В.М., Соловьев С.И., Агеев О.А. Вакуумная установка импульсной термической обработки ИТО-18МВ // Электроная промышленность. – 1991. – № 5. – С. 6-7.
16. Polyakov V.V., Vyazmitin V.N., Dmitriev A.N. Technological and design particularity of the hybrid sensors nano- and micro- systems // International conference on “Physics and mechanics of new materials and their applications” (PHENMA-2015) – Azov, Russia, May 19-22, 2015. – P. 188-189.
17. Авилов В.И., Агеев О.А., Блинов Ю.Ф., Коноплев Б.Г., Поляков В.В., Смирнов В.А., Цуканова О.Г. Моделирование процесса формирования оксидных наноразмерных структур методом локального анодного окисления поверхности металла // Журнал технической физики. – 2015. – Т. 85. – Вып. 5. – С.88-93.
18. Ageev A.O., Konoplev B.G., Polyakov V.V., Svetlichnyi A.M., Smirnov V.A. Photoassisted scanning-probe nanolithography on Ti films // Russian Microelectronics. – 2007. – Vol. 36, No. 6. – P. 353-357.
19. Светличный А.М., Поляков В.В., Кочеров А.Н. Окисление карбида кремния быстрым термическим отжигом // Известия ТРТУ. – 2004. – № 1 (36). – С. 104-105.
20. Polyakov V.V. Formation of nanosized elements of hybrid systems microfluidics on a silicon substrate // International Journal of Applied and Fundamental Research. – 2014. – № 3. – URL: www.science-sd.com/458-24596.

Comments are closed.