The passive particle separation method of elasto-inertial microfluidics have greatpotential in the field of physics, biology and chemistry. The objective of thisdegree project was to understand particle behavior in curved microchannels fornon-Newtonian fluids. This in order to optimize the separation of 1 µm and 2 µmparticles where the end goal is to create an efficient sample preparation method fordiagnosing sepsis. Fluorescent beads were spiked into PEO solutions of differentconcentrations and used in microfluidic PDMS-glass chips with various radii toexamine the influence of curvature and elasticity as well as the flow rate. Theresult indicated an independence of both curvature and elasticity. Reynoldsnumber and Dean number are dependent on the flow rate which results in atrade-off between a high and low flow rate. A low Reynolds number is not enoughto create Dean vortices that can be used to separate particles while a highReynolds number creates strong Dean vortices that can obstruct the focusing. Later, microfluidic silicon-glass chips were used to separate 1 µm and 2 µm beads.The 2 µm particles were able to focus in two different PEO concentrations whereasthe 1 µm particles did not have time to focus entirely. This makes it possible toseparate 2 µm particles along with some 1 µm particles towards one outlet whileleaving another outlet with only 1 µm particles. This is a promising start butfurther optimization is required before being applied to real bacteria separation. / Den passiva partikelseparationsmetoden elastisk tröghetsmikrofluidik har storapotential inom fysik, biologi och kemi. Målet med examensarbetet var att förståpartiklars förflyttning i krökta mikrokanaler för icke-newtonska vätskor. Dettagjordes för att optimera separering av 1 µm och 2 µm partiklar där slutmålet är attskapa en effektiv provberedningsmetod för att diagnostisera sepsis. Fluorescerandepartiklar tillsatta i PEO-l¨osningar av olika koncentrationer anv¨andes imikrofluidiska PDMS-glas chip med olika radier för att undersöka inverkan avkrökning och elasticitet samt flödeshastigheten. Resultatet indikerade ettoberoende av både krökning och elasticitet. Reynolds nummer och Deans nummerär beroende av flödeshastigheten vilket resulterar i en avvägning mellan en hög ochlåg flödeshastighet. Ett lågt Reynolds nummer är inte tillräckligt för att skapaDean virvlar vilket kan utnyttjas för att separera partiklar medan ett högtReynolds nummer framkallar starka Dean virvlar vilket kan hindra fokuseringen. Sedan användes mikrofluidiska kisel-glas chip för att separera 1 µm and 2 µmpartiklar. 2 µm partiklarna lyckades fokusera i två olika PEO-koncentrationermedan partiklarna av 1 µm inte fokuserade fullt ut. Detta gör det möjligt attseparera 2 µm partiklar tillsammans med ett antal 1 µm partiklar mot ett utloppsamtidigt som ett annat utlopp endast innehåller 1 µm partiklar. Det är enlovande start men ytterligare optimering krävs innan det kan tillämpas på faktiskbakterieseparation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-315275 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Bergström, Belinda |
| Publisher | KTH, Tillämpad fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2022:043 |
Page generated in 0.0022 seconds