一種用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲的微流控芯片的模擬仿真與優(yōu)化.pdf

1、循環(huán)腫瘤細(xì)胞是存在于腫瘤病人外周血中的、從腫瘤實(shí)體中脫落或者由于手術(shù)等原因侵入血液的腫瘤細(xì)胞，被看作是腫瘤的“液體樣本”，也是癌癥轉(zhuǎn)移的重要原因。然而，由于它在血液中含量非常稀少，分選出循環(huán)腫瘤細(xì)胞面臨著巨大的挑戰(zhàn)。魚骨形微混合器可以引起流體擾動(dòng)，使流動(dòng)呈螺旋狀并會(huì)產(chǎn)生漩渦，近期越來越多的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)了魚骨形微流控芯片用于分選細(xì)胞懸液中的稀有細(xì)胞。但是鮮有研究對(duì)魚骨形微流控芯片用于提高稀有細(xì)胞捕獲的應(yīng)用進(jìn)行數(shù)值模擬仿真與優(yōu)化。
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2、研究設(shè)計(jì)了一種數(shù)學(xué)分析模型，用于模擬仿真魚骨形微流控芯片內(nèi)流體的流動(dòng)，并統(tǒng)計(jì)細(xì)胞在其中時(shí)，與修飾有抗原的各個(gè)壁面間的接觸情況，以便改變參數(shù)優(yōu)化捕獲效率。用微流控芯片捕獲循環(huán)腫瘤細(xì)胞時(shí)，我們認(rèn)為它被捕獲需要滿足如下兩個(gè)條件：首先細(xì)胞與壁面的距離足夠近；其次細(xì)胞與壁面接觸時(shí)的速度足夠小，使得它所受到的流體拖曳力很小而可以被抗原抗體之間的粘附力牢牢吸附在壁面。本研究中通過改變魚骨形芯片內(nèi)魚骨槽的寬度、深度、入口流速和流向，展開討論并分析了其對(duì)