جداسازی اسپرمهای سالم از ناسالم با ترکیب دو پدیدهی دیالکتروفورز و تیگموتاکسی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 دانشیار، پژوهشکده زیستفناوری رویان، پژوهشگاه رویان، اصفهان، ایران
3 دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
4 استاد، پژوهشکده زیستفناوری رویان، پژوهشگاه رویان، اصفهان، ایران
5 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
doi
10.22034/ijme.2024.422437.1870چکیده
جداسازی اسپرمهای سالم (متحرک و با بهترین ساختار DNA) بهطور سنتی با روشهای سانتریفیوژ شیب چگالی و یا شنا کردن به سمت بالا انجام میشود. در سالهای اخیر، روشهای مبتنی بر میکرو سیال توسعه پیداکرده و پیشبینی میشود که در آیندهای نهچندان دور جایگزین روشهای سنتی شود. سیستمهای میکرو سیال نیاز به حجم نمونه کمتری داشته، که ضمن خلوص بالاتر، دارای مزایایی از قبیل کاهش هزینه و کاهش زمان آزمایش است. در این تحقیق از ترکیب پدیدهی تیگموتاکسی که در آن اسپرم ها دیواره را دنبال می کنند با پدیدهی دیالکتروفورز مثبت که از میدان الکتریکی غیریکنواخت برای به دام انداختن ذرات استفاده میکند، یک عملگر میکروفلوئیدیک برای جدا کردن اسپرم های با تحرک بالا از اسپرم های با تحرک کمتر ارائه گردید. در این عملگر تعداد زیادی میکروکانال موازی تعبیهشده و اسپرمهایی که تحرک دارند، دیوارههای این کانالها را گرفته و به سمت انتهای آنها حرکت میکنند. در طول مسیر، با اعمال میدان الکتریکی متناوب در فرکانس 1 مگاهرتز و ولتاژ 3 ولت، نیروی دیالکتروفورز مثبت اعمالشده و اسپرم های با تحرک کم را به دام انداخته اما اسپرم های با تحرک بالا توانایی فرار از میدان الکتریکی را داشته و خود را به قسمت خروجی کانال می رسانند. بهمنظور بررسی میدان الکتریکی و بررسی جریان سیال در سیستم طراحیشده، از نرمافزار کامسول استفاده گردید. بر مبنای طراحی و شبیه سازی انجامشده عملگر جداسازی اسپرم ها ساخته شد. نتایج آزمایش های بالینی نشان داد، تحرک اسپرمهای خروجی سیستم طراحی شده نسبت به ورودی آن از 54% به 81% و حیات اسپرم ها نیز از 56% به 75%، افزایش یافت.