مطالعه عددی جداسازی آمینواسیدهای آرژنین و لیزین در یک میکروکانال بر مبنای روش دیالکتروفورسیس با استفاده از الکترودهای عرضی مورب
نویسندگان
1 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران
doi
10.22034/jmeut.2025.67488.3564چکیده
این تحقیق، به مطالعه عددی و بهینهسازی جداسازی دو آمینواسید ضروری آرژنین و لیزین در یک میکروکانال مبتنی بر پدیده دیالکتروفورسیس با استفاده از آرایش الکترودهای مورب میپردازد. شبیهسازی دوبعدی با نرمافزار COMSOL و با درنظرگرفتن فیزیکهای الکترواستاتیک، جریان لایهای و ردیابی ذرات انجام شده است. الکترودهای مورب در کف کانال قرار گرفته و با اعمال میدان الکتریکی غیریکنواخت، باعث انحراف ذرات در داخل میکروکانال و در نتیجه جداسازی آنها میشوند. پارامترهای کلیدی شامل ولتاژ اعمالی، فرکانس میدان الکتریکی، عدد رینولدز جریان و هندسه الکترودها میباشند. نتایج نشان میدهد که فرکانس میدان، نقش تعیینکنندهای در القای نیروی دیالکتروفورسیس دارد که از طریق فاکتور کلوزیوس- موسوتی قابل تبیین است. در فرکانس بهینه ۳۱۵۰ مگاهرتز، اختلاف قابل ملاحظهای در علامت این فاکتور برای دو آمینواسید مشاهده گردید. در این فرکانس و تحت ولتاژ ۱۳ ولت، ذرات آرژنین و لیزین با دقت ۹۷٪ ازیکدیگر جدا شدند. در نهایت، این مطالعه کارایی بالا و پتانسیل کاربردی روش دیالکتروفورسیس با الکترودهای مورب را برای جداسازی با دقت بالا و غیرتهاجمی ذرات زیستی با اندازهها و خواص الکتریکی مشابه را نشان داد.
