粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法及系统技术方案

技术编号:44664492 阅读:13 留言:0更新日期:2025-03-19 20:22
本发明专利技术提供了一种粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法及系统,包括直通道段颗粒轨迹预报模型和放大段颗粒轨迹分析方法,通过数学模型构建了样本液流量、鞘液流量和鞘液中聚环氧乙烷浓度与纳米颗粒所受惯性升力、弹性力、粘性曳力以及虚拟质量力之间的内在联系,基于动力学方程揭示了纳米颗粒在直通道段中的运动规律,求解出纳米颗粒在到达直通道段末端位置时的横向位移,结合放大段中的流场仿真结果与纳米颗粒在直通道段末端处的横向平衡位置可以得到颗粒在放大段中的运动轨迹,进而系统全面地揭示了粘弹性微流控纳米颗粒分选的机理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粘弹性微流控颗粒分选的,具体地,涉及粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法及系统


技术介绍

1、颗粒分选在生物、化学、医学等多个学科研究中均有广泛的应用,其中生物医学领域外泌体分选是典型应用之一。外泌体是一种直径介于30nm和200nm的细胞外小囊泡,含有来自其原始细胞的核酸以及蛋白质,在细胞间通讯中发挥着至关重要的作用。目前,外泌体作为各种疾病(如癌症、传染病和神经退行性疾病)的潜在诊断生物标志物和治疗载体,在科学界受到了极大的关注。

2、为了更好地解读外泌体中携带的生物信息,需从复杂的生物样本中实现外泌体的高纯度分离,现有分选方法可以分为主动操控和被动操控两类。主动操控是指通过磁场、电场、声场和离心运动等形成外部驱动力实现外泌体的分选,由于依赖于外力的作用,主动式方法往往需要使用大型的昂贵仪器和引入额外的人工操作,通常面临仪器成本高、系统体积大以及操作复杂等问题。被动分选技术无需借助外部物理场形成的作用力驱动外泌体,而是凭借微流控芯片中的微结构-微流体-外泌体之间的耦合作用实现外泌体的分选。被动式技术可以避开主动方法的劣势,但是大本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述步骤S1中的ux(y)为抛物线函数,通过条件ux(0)=uxmax=2uxavg=2Q/wh,ux(w/2)=0得到ux(y),如式(1)所示:

3.根据权利要求1所述的粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述步骤S2中的Fi、Fe、Fd和Fv用式(2)进行表示:

4.根据权利要求1所述的粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述步骤S3中的动力学模型用式(3)进行表征,并且进一步整理...

【技术特征摘要】

1.一种粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述步骤s1中的ux(y)为抛物线函数,通过条件ux(0)=uxmax=2uxavg=2q/wh,ux(w/2)=0得到ux(y),如式(1)所示:

3.根据权利要求1所述的粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述步骤s2中的fi、fe、fd和fv用式(2)进行表示:

4.根据权利要求1所述的粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述步骤s3中的动力学模型用式(3)进行表征,并且进一步整理为如式(4)所示的微分方程形式:

5.根据权利要求1所述的粘弹性微流控纳米颗粒分选建模方法,其特征在于,所述步骤s4根据纳米颗粒在直通道段末端处的横向位移,判断纳米颗粒在放大段中的运动轨迹,从而确定纳米颗粒将从哪个出口流出。

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【专利技术属性】
技术研发人员:张执南陆庆丁显廷
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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