13865

13865

شبيه سازي تئوري هاي مختلف تماسي ميكرو / نانوذرات استوانه اي جهت كاربرد منيپوليشن در محيط‌هاي مختلف بيولوژيكي

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي - مكاترونيك

شهريور ماه 1393

شهريور ماه 1393

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم

چكيده در اين پايان‌نامه به توسعه و مدل¬سازي تئوري¬هاي تماسي مختلف جهت نانو ذرات زيستي به شكل استوانه‌اي و استوانه‌اي پخ خورده به منظور كاربرد در منيپوليشن ميكرو/نانو ذرات زيستي مختلف بر پايه¬ي ميكروسكوپ نيروي اتمي پرداخته¬ شده است. ابتدا با توجه به نقص‌هاي موجود در كارهاي پيشين، مدل‌سازي و شبيه‌سازي تماس ذرات كروي نرم مطالعه شده است. جهت اين امر شش نوع باكتري مختلف به نام‌هاي اي تي سي سي 35983 و اي تي سي سي 35984 از دسته اپيدرميديس، اچ بي 7 و اچ بي سي 12 از دسته سالي‌ويروس و ان سي تي سي 4-8325 و ان سي تي سي دلتا 4-8325 از دسته آئروس و سه سلول سرطاني پروستات سي ال -1، سي ال – 2 و ال ان كپ، سلول اي پي اچ و سلول دي ان اي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان داد كه تئوري‌هاي بريك، چانگ و چن تئوري‌هايي مناسب جهت شبيه‌سازي تماس ذرات زيستي مي‌باشند؛ كه با توجه به محدوديت‌هاي تئوري چن و شيب خطي تئوري چانگ، تئوري بريك جامع‌ترين تئوري تماسي ذرات الاستيك – پلاستيك است. به‌منظور حذف فرضيات ساده‌سازي گذشته مبني بر در نظر نگرفتن سرعت ذرات زيستي تئوري اندروز مورد استفاده قرار گرفت. نتايج براي ذره دي ان اي نشان داد كه در زمان 18 ميلي ثانيه برخورد قبل از اعمال بار توسط تيرك، در سطح فوقاني دايره‌اي به شعاع 5 نانومتر و به عمق نفوذ 6/0 نانومتر و در سطح زيرين دايره‌اي به شعاع 5/3 نانومتر و با عمق 28/0 نانومتر در اثر برخورد ايجاد مي‌گردد. سپس با توجه به هندسه‌هاي متنوع ذرات زيستي معادلات مربوط به دو هندسه استوانه‌اي و استوانه پخ خورده ارائه گرديد. نتايج شبيه‌سازي تماس هندسه استوانه‌اي نشان داد كه ميزان عمق نفوذ و شعاع تماسي ايجادشده در تماس نوك سوزن ميكروسكوپ نيروي اتمي با ميكرو/نانو ذرات هدف تأثيرگذارتر از تماس ذرات با سطح‌مبنا است. همچنين نتايج شبيه‌سازي تماس ذرات با هندسه استوانه پخ خورده نيز نشان داد كه ميزان عمق نفوذ ايجادشده در اين هندسه از عمق نفوذ ايجادشده در حالت استوانه‌اي بيشتر است. چهار نانوذره دي ان اي، پلاكت، مخمر و نانو باكتري‌ جهت شبيه‌سازي تماس ذرات استوانه‌اي و استوانه پخ خورده شكل انتخاب شد. درنهايت به منظور بررسي دقيق‌تر مكانيك تماس به تصويربرداري و محاسبه مدول الاستيسيته سلول سرطاني اس دبيلو 48 به‌صورت تجربي پرداخته شد. همچنين تصوير سلول سرطاني اچ تي 29 نيز مورد بررسي قرار گرفت. واژه‌هاي كليدي: تئوري¬هاي تماسي – ميكروسكوپ نيروي اتمي - نانومنيپوليشن- استوانه‌- استوانه‌ پخ خورده.