圆柱阵列微通道中复杂流体的流动行为分析

时间:2020-07-20 21:12:08   来源:学术100
1实验

  在实验中,需要对材料和仪器进行选择。一般情况下,要选择全血、70%浓度的血细胞。在对其使用前期,要为其增加生理盐水对其稀释,保证混合后对其过滤使用。血液中,最为主要的成分为红细胞,所以,将其作为复杂流体更为合适。还需要对微流控装置进行设计,基于圆柱阵列微通道,分析血液流体其中的实际状况。在圆柱阵列微通道中,基于34个沿微通道中心线,并按照一定间距组成。在前期研究过程中,是利用法琳效应对其设计,发现受惯性力、红细胞形变的影响,远离圆柱。当发现圆柱阵列微通道中的流体性质变化的时候,法琳效应也会逐渐改变”1。

  基于实验的分析,发现红细胞浓度对尾迹宽度、细胞分布将产生一定影响。基于显微镜的观察,发现随着血细胞浓度的改变,圆柱阵列微通道下游尾迹、细胞分布也会改变。动态的红细胞浓度对尾迹宽度也会产生影响,基于对注射器竖直放置的分析,按照时间变化对其观察和记录尾迹宽度。减阻剂对尾迹宽度也会产生一定影响,基于相关研究发,当将微量的减阻剂加入到血液中,能降低法琳效应,以免其产生血浆层,保证红细胞的均匀分布。同时,为了更为有效的分析血液样品中的减阻剂,还需要重点观察圆柱阵列微通道中不同红细胞浓度对尾迹宽度、细胞分布情况产生的影响。如:圆柱阵列微通道中的圆柱直径为80弘m和100肛m,发现血液样品的流量恒定为50肛Uh,当PEO降低,发现减阻剂在10ppm,需要对其现配现用,这样不仅能促进实验工作的完成,也能获得更为有效结果”1。

  2结果分析

  2.1分析尾迹宽度和细胞分布下血细胞的浓度变化

  基于恒定5000肛L/h流量,不同的血细胞浓度在圆柱阵列微通道中的尾迹情况。当发现为全血状态的时候,观察无细胞无浆层。但是,随着血细胞浓度的逐渐降低,发现在圆柱阵列微通道下游区域存在尾迹。当血液细胞的浓度逐渐降低的时候,其具备的法琳效应也不断增强。尾迹的产生,在边界位置地细嗡亩隹世甘声止的细嗡椎由百直#干对屡沐宙窿翻向液血细胞浓度关系的分析,当发现血液浓度达到全血的时候,在圆柱阵列微通道中没有发现尾迹,也不容易对其测量。当血细胞浓度达到1.7%以下后,发现尾迹宽度达到33肛m。随着血细胞浓度的逐渐增加,其具备的尾迹也在逐渐降低I3l。在相同的圆柱阵列微通道中,不同血液样品受到的升力是相同的,但尾迹宽度更为明显。所以说,在血液流体流动中,细胞之间具备主导作用,根据尾迹宽度、血液浓度大小进行判断,能预测出流体的特征。 ‘

  2.2分析尾迹宽度下动态血细胞的浓度变化

  当在自然沉降3小时内,注射器底部的血液样品浓度更高。期间,可以将注射器竖直摆放,发现血细胞受重力的影响重新沉降。这时候,发现另一边的浓度不断降低。当经过一段时间后,再次将其竖直摆放,发现注射器出口位置的血细胞浓度不断增加。如果初始浓度为6.4a/o,分析血压细胞积动态和尾迹宽度规律。当还未发现自然沉降现象的时候,对其进行竖直摆放,发现血细胞浓度对随着重力作用影响逐渐增大。同时,由于时间的不断增加,发现血液在圆柱阵列微通道中更宽。所以说,在圆柱阵列微通道中,血液会随着时间的不断变化逐渐变窄,其颜色也逐步加深”】。

  2.3分析减阻剂对细胞流体分布影响

  当血细胞与中心线远离,并在壁面位置富集的时候,发现在近壁面的血液颜色更深。基于不同的血液浓度,为其增加PEO发现,随着血细胞浓度的逐渐降低,血液样品的尾迹也更为清晰。但是,发现中心线位置存在的深色细带逐渐消失。尾迹为一种复杂的分层结构,从血液到壁面,一共为五层。如果受粘弹性作用以及圆柱阵列微通道惯性的影响,其颗粒也会表现为复杂的分层现象。所以说,但发现血液为复杂分层分布的时候,可以根据血液的分离流动,对其进一步实验,重点研究减阻剂与细胞之间的作用,保证能对复杂流体实现检测和分离。

  3结语

  基于文章中对血液复杂流体的分析,在圆柱阵列微通道中对静态和动态进行分析,分析实际变化规律。通过对复杂流体浓度、成分等各个条件的调节和操控,能更为简单的对流体特征进行预测,也能为以后分离、操控工作提供新的发展思路。

  参考文献:

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