一種以磁性人工纖毛進行微流體推進的動態流場分析及效能提升策略之研究

  • 蔡 翔宇

學生論文: Master's Thesis

摘要

生物晶片具有多?能、反應快速、減少樣品消耗及低成本等優勢,需要可以精準控制晶片內樣品的操作。因此如何在晶片內傳輸樣品或藥物也是相當重要的一環,本論文提出一種利用磁性人工纖毛進行微流體推進之裝置,透過一個可由程式化控制之磁場驅動裝置操縱微流道內之磁性人工纖毛以 40 Hz ?動,進行微流體的推進,並使用微粒子影像測速儀 (Micro-particle image velocimetry μPIV) 分析流場資訊,分別針對纖毛推動機制、纖毛數量、纖毛分布及運動模式等參數作探討,並藉由這些實驗結果,用於進行裝置效能提升之策略。本研究之磁性人工纖毛以頻率 40 Hz ?動,經由調整纖毛數量提高兩倍以上之淨流速,並可產生 15 4 μm/s 之淨流速以及 485 5 μm/s 以上之有效局部流動,並透過改變人工纖毛進行動力衝程與恢復衝程之路線,以三角形軌跡之運動模式成?地減少 56 % 的流體震盪現象。因此根據本論文研究結果,透過調整纖毛數量、分布及?動模式之參數,可有效地增加人工纖毛應用於微流體推進之效能,本裝置可穩定地推動流體並產生有效地局部流動,未來可利用此局部流動於內皮細胞或紅血球等細胞觀察之實驗。人工纖毛除了可應用於微流體推進,亦可進行微流體混合等微流體操控,因此具有多?能操控微流體的人工纖毛,可滿足生物晶片多?能性且精準操控樣品的需求。
獎項日期2016 七月 26
原文Chinese
監督員Chia-Yuan Chen (Supervisor)

引用此文

一種以磁性人工纖毛進行微流體推進的動態流場分析及效能提升策略之研究
翔宇, 蔡. (Author). 2016 七月 26

學生論文: Master's Thesis