شماره ركورد
26603
پديد آورنده
مهدي زكي پور
عنوان
محبوس سازي ميكرو- ارگانيسم ها در ريزقطرات با استفاده از روش ريزسيالات براي انواع كاربردهاي پزشكي و صنعتي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي- بيومكانيك
سال تحصيل
1398
تاريخ دفاع
1401/1/27
استاد راهنما
ساسان آسيايي
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
فناوري ميكروفلوئيدي يكي از فناوريهاي نوين است كه توانسته با بهره گيري از خواص ويژه ي سياالت در مقياس ميكرو و نانومتر، و از طرفي با كاهش هزينه ها و زمان آزمايش، كاربردهاي گسترده اي در بخشهاي تحقيقاتي و درماني زيست شناسي و پزشكي به خود اختصاص دهد. يك دستگاه ميكروفلوئيديكي، تراشه اي از جنس سيليكون، شيشه يا پليمر است كه لوله هايي با ابعاد ميكروني در آن تعبيه شده و سياالت درون اين لوله ها جريان پيدا ميكنند. نقش محوري فناوري ميكروفلوئيديك، به خصوص ميكروفلوئيديك قطره در علوم زيستي و تحقيقات زيست پزشكي در حال حاضر به طور گسترده اي شناخته شده است. در واق ، ميكروفلوئيديك قطره به عنوان يك ابزار تحقيق از نظر سازگاري بيولوژيكي، استحكام، مصرف مناسب مواد و ساختار محيط توليد شده بي نظير است. از ديد كلي، اين پژوهش از پنج مرحله اساسي تشكي شده است كه با توجه به تعدد پارامترهاي تاثير گذار بر روي پارامترهاي مطلوب در ميكروسياالت قطره، كنترل بيشتري را در پژوهش هاي مربوطه در اختيار پژوهشگر قرار مي دهد. در ابتدا، و پس از بررسي ادبيات موضوع، شبيه سازي هايي تحت شرايط مختلف و متنوع جرياني، توسط نرم افزار كامسول انجام شده است. سپس به تحلي داده هاي حاصله، با زاويه ديد كاربرد آتي در مدل هاي يادگيري ماشين پرداخته شده است. در مرحله بعد سه مسئله اصلي يادگيري ماشين براي تخمين قطر ريزقطرات، تخمين فركانس توليد ريزقطرات و تعيين رژيم توليد ريزقطرات تحت شرايط جديد جرياني تعريف شدند و مدل هاي مربوطه توسعه داده شدند. پس از آن، بر اساس تحلي داده هاي شبيه سازي چيپ ميكروسياالتي ساخته شده است. در آخر، توسط چيپ و با توجه به نتايج مدل هاي يادگيري ماشين، ريزقطرات حاوي باكتري الكتوباسيلوس توليد شده اند و زنده ماني اين ميكروارگانيزم ها تحت شرايط اسيدي بررسي شده است. در نهايت تالش مي شود كه به محدوديت هاي ك اين پزوهش بردازيم و پيشنهادهاي توسعه اي جهت تكمي و بهبود روش هاي پيشنهاد شده در اين بررسي را بررسي كنيم.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/03/23
عنوان به انگليسي
Microfluidic Encapsulation of Micro-Organisms for Medical/Food Industry Applications
تاريخ بهره برداري
4/16/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي زكي پور
چكيده به لاتين
Microfluidics is one of the leading technologies that has shown a promising growth leveraging particular properties of fluids on micro and nano-scale reducing costs and test time, making it desirable for biomedical and industrial applications. A microfluidic device is a chip made of silicon, glass, or polymer where micron channels are embedded providing favorable flow conditions on a micro-scale. The pivotal role of microfluidics, especially droplet microfluidics in biology and biomedical research is now scientifically recognized. Particularly, droplet microfluidics could be thought of as a research tool in studying biological compatibility, encapsulation of micro-organisms, environmental research, and so on. From a general point of view, this research is composed of five main stages, which due to the plurality of the parameters affecting the process in droplet microfluidics, provide more control over the process. First, after reviewing the literature, simulations under various input flow conditions are done, using Comsol Multiphysics. Then the data obtained at the previous stage are analyzed and engineered, with a plot of future application in machine learning models in mind. In the next step, to estimate the droplet diameter, estimate the droplet production frequency, and determine the droplet production flow regime, two machine learning problems were defined and relevant machine learning models were developed and optimized. As the next step, the simulated microfluidic device was microfabricated and used for evaluating and experimenting with the whole process later on. Monodisperse w/o microfluidic droplets were generated using the experimental setup which weer loaded with Lactobacillus Plantarum probiotics. In the final step, the viability of these encapsulated probiotics was evaluated under simulated acidic stomach environments. In the end, we tried to elaborate on the limitations of this study and make suggestions for further development and improvement of the proposed research methodology.
Author
Mehdi Zakipoor
SuperVisor
Dr. Sasan Asiyaei