| Anotācija |
Šis inženiertehniskās projektēšanas projekts ir vērsts uz jauna, nemainīgas plūsmas mikrofluidikas ultraskaņas nanodaļiņu aglomerātu dezintegratora izstrādi dispersijās. Galvenais mērķis ir novērst kritisku nanodaļiņu pētniecības un farmaceitiskās izstrādes ierobežojumu, kas ir nanodaļiņu aglomerātu efektīva dezintegrācija maza tilpuma dispersijās. Tradicionālās ultraskaņas sistēmas parasti balstās uz partijas apstrādi un lieliem paraugu tilpumiem (no 30 ml līdz vairāk nekā 100 l), kas noved pie nevienmērīgas daļiņu dispersijas, ilgstoša apstrādes laika un pārmērīga materiālu zuduma. Šie ierobežojumi ir īpaši kaitīgi tādos pielietojumos kā nanofarmaceitiskā testēšana un nanodaļiņu raksturošana, kur paraugu pieejamība bieži vien ir ierobežota mikrolitriem līdz mililitriem.
Ierosinātā sistēma integrē nepārtrauktas mikrofluidikas plūsmas tehnoloģiju ar vannas tipa ultraskaņas apstrādi, lai nodrošinātu precīzu, energoefektīvu un reproducējamu nanodaļiņu deaglomerāciju, izmantojot minimālus paraugu tilpumus (līdz 1 ml). Ierīce, kas paredzēta darbībai ultraskaņas frekvenču diapazonā no 20 līdz 40 kHz un jaudas diapazonā no 20 līdz 40 W, sastāv no PDMS bāzes mikrofluidikas ierīces, kas savienota kopā ar alumīnija plāksnēm, kā arī integrētu spiediena noteikšanas sistēmu, kas uzrauga darbības stabilitāti, iegremdējot to ultraskaņas vannā. Trīs kanālu ģeometrijas (taisna, izplešanās-saraušanās un serpentīna) tika sistemātiski novērtētas, lai noteiktu to ietekmi uz akustiskās enerģijas sadalījumu, sajaukšanas efektivitāti un citām nepieciešamajām īpašībām, un mikrofluidikas ierīcei tika izvēlēta vispiemērotākā ģeometrija.
Projekts sastāv no detalizētas analīzes, tostarp inženiertehniskiem aprēķiniem šķidrumu dinamikai, akustiskā lauka mijiedarbībai, termiskajai pārvaldībai un mehāniskā sprieguma modelēšanai. Tika izstrādātas tehnoloģiskās specifikācijas izgatavošanai un montāžai, izmantojot pieejamus materiālus un metodes. Tika veikti arī ekonomiskie aprēķini un drošības novērtējumi, nodrošinot, ka konstrukcija atbilst laboratorijas pētījumu standartiem un vides aizsardzības prasībām.
Šī ierīce ne tikai aizpilda pašreizējo robu mikrofluidikas ultraskaņas apstrādes tehnoloģijās, bet arī ievieš mērogojamu un modulāru platformu nākotnes laboratorijas mikroshēmu integrācijām, kas ietver nanodaļiņu apstrādi, biosensorus un farmaceitiskās kvalitātes kontroli. Šī dizaina veiksmīga ieviešana varētu ievērojami uzlabot eksperimentālo atkārtojamību un resursu efektivitāti nanodaļiņu pētījumos.
Šī projekta tekstuālā daļa sastāv no 68 lappusēm ar 19 attēliem un 18 tabulām. Grafiskā daļa sastāv no 8 zīmējumiem (6 A1 zīmējumi un 2 A2 zīmējumi). |
