ОДНОЧАСТИЧНАЯ И КОЛЛЕКТИВНАЯ МОДЫ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ
Аннотация
Предложена микрожидкостная экспериментальная модель для изучения магнитофоретической сепарации слабомагнитных микрочастиц из жидкости, обеспечивающая простые и хорошо детерминированные условия осуществления эксперимента, измерение определяющих процесс физических свойств частиц и в сильно разбавленных суспензиях регистрацию пространственно-временных характеристик их распределения, а также визуализацию процесса в суспензиях с увеличенной (до нескольких процентов) объемной концентрацией. Изучен процесс магнитной сепарации эритроцитов из разбавленной деоксигенированной цельной крови. Обнаружено явление магнитофоретической гранулярной неустойчивости типа неустойчивости Релея–Тейлора, нарушающее одночастичную моду сепарации при объемной концентрации клеток около 0,002. Увеличение концентрации сопровождается интенсификацией вихревого движения суспензии, что, однако, не оказывает в изученном диапазоне объемных концентраций до с = 0,023 заметного влияния на время и чистоту сепарации эритроцитов. На основе визуализации индивидуального поведения клеток сделан вывод о связи гидродинамической неустойчивости суспензии при магнитной сепарации с мезоскопическими вихревыми структурами, обусловленными пространственной дисперсией концентрации клеток. Сформулирована концепция магнито-гравитационной аналогии, позволяющая рассматривать коллективный магнитофорез как коллективную седиментацию в заданном силовом поле. Разработанный метод и полученные результаты представляют интерес для технологии микрожидкостных диагностических систем, для механики суспензий в целом.
Об авторах
Б. Э. КАШЕВСКИЙ
Институт тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, Минск
Беларусь
Беларусь
А. М. ЖОЛУДЬ
Институт тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, Минск
Беларусь
Беларусь
С. Б. КАШЕВСКИЙ
Институт тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, Минск
Беларусь
Беларусь
Список литературы
1. Melville D. et al // Nature. 1975. Vol. 255. P. 706.
2. Owen C. S. // Biophys. J. 1978. Vol. 22. P. 171.
3. Paul F. et al. // Lancet. 1981. Vol. 2. P. 70.
4. Furlani E. P. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2007. Vol. 40. P. 1313.
5. Jung J., Han K. // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. Art. N 223902.
6. Gossett D. R. et al. // Analyt. Bioanalyt. Chemistry. 2010. Vol. 379. P. 3249.
7. Jung Y. et al. // Biomedical Microdevices. 2010. Vol. 12. P. 637.
8. Moore L. R. et al. // IEEE Trans. on Magnetics. 2013. Vol. 49. P. 309.
9. Nam J. et al. // Anal. Chem. 2013. Vol. 85. P. 7316.
10. Batchelor G. K. // J. Fluid. Mech. 1072. Vol. 56. P. 375.
11. Ramaswamy S. // Advances in Physics. 2001. Vol. 50. P. 297.
12. Guazzelli É., Hinch J. // Annual Review of Fluid Mechanics. 2011. Vol. 43. P. 97.
13. Tee S.-Y. et al. // Phys. Rev. Lett. 2002. Vol. 89. Art. N 054501.
14. Desreumaux N. et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 111. Art. N 118301.
15. Kashevsky B. E., Zholud A. M., Kashevsky S. B. // Rev. Sci. Instrum. 2012. Vol. 83. Art. N 075104.
16. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М., 1982.
17. Bensimon D. et al. // Rev. Modern Phys. 1986. Vol. 58. P. 977.
18. Richardson J. F., Zaki W. N. // Trans. Inst. Chem. Eng. 1954. Vol. 32. P. 35.
19. Cell Separation Methods and Selected Applications / eds. by T. G. Pretlow, T. Pretlow. San Diego: Acad. Press, 1983.
20. P. 33.20. Кашевский Б. Э. и др. // Докл. НАН Беларуси. 2015. Т. 59, № 1. С. 58–62.
Рецензия
Просмотров: 737
Послать статью по эл. почте 