Loading...

DEP Force Measurement on Polystyrene Beads and Red Blood Cells Using Optical Tweezers

Sasanpour Yazdi, Mehrzad | 2019

1852 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 52559 (04)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Physics Science
  6. Advisor(s): Seyed Reihani, Nader
  7. Abstract:
  8. In the presence of spatially non-uniform electric field, a dielectric object can experience a translational force which is known as Dielectrophoresis (DEP) force. DEP is one of the most applicable methods in sorting mechanism of different biological cells. Moreover accurately measuring the DEP force in single cell level can lead to a valuable knwoledge about the electrical properties of various cells.In this thesis, first, the other electrokinetic forces in which the Electro-Osmosis (EO) force is the important one, have to be eliminated. Regarding that this effect is strongly dependent on the frequency of external E field, we have applied the external electric field at appropriate frequency to remove this force. So the external applied DEP force on trapped Polystyrene (PS) beads has been measured using Optical Tweezers (OT). OT has the valuable potential in measuring the external force on trapped particles with 0.01fN accuracy. So, the experimental results show the reasonable physical behavior of DEP force on PS beads. Then considering that Red Blood Cells (RBCs) have the flexible and non-spherical structures in which the calibration parameters based on OT could not be accurate, we have introduced the new method for measuring the DEP force on these types of specimens. In fact, an external DEP force has been measured on trapped isolated PS bead and trapped bead in attachment with RBC. By subtracting these two forces, the DEP force on RBC has been estimated. Regarding that our new method shows the expectable DEP behavior on RBC (e.g. the DEP force behavior in terms of external squared voltage, the DEP force dependency on the axial distance from microelectrodes), it can be used on various cells with arbitrary shapes
  9. Keywords:
  10. Optical Tweezer ; Polystyrene ; Microparticles ; Red Blood Cell ; Dielectrophoresis Technique ; Electroosmotic Flow ; Microelectrode Array ; Electric Field External Frequency

 Digital Object List

 Bookmark

  • 1
  • 2
  • thesis
    • مقدمه‌
    • توصیف روش دی الکتروفورسیس و کاربردهای آن
      • اثر دی الکتروفورسیس
        • محاسبه نیروی DEP وارد بر یک کره دی الکتریک
        • رفتار دی الکتریک اتلافی در میدان الکتریکی خارجی
        • اثر دی الکتروفورسیس مثبت-منفی
        • فرکانس گذار
        • تحرک پذیری DEP وارد شده بر کره دی الکتریک
        • محاسبه نیروی DEP وارد بر یک بیضیگون دی الکتریک
        • تعمیم پارامتر CM برای کره و بیضی چند لایه
        • بسط چندقطبی ها در محاسبه نیروی DEP
      • هندسه مختلف الکترودها
        • میکرو الکترودهای چندتایی
        • الکترودهای قلعه ای
        • آرایش میکروالکترودهای درهم اتصالی (میله ای)
        • ساختارهای عایق در آرایش میکروالکترودها
      • کاربردهای دی الکتروفورسیس
        • جداسازی سلول ها
        • در هم جفت شدگی الکتریکی
        • دستکاری سلولها با استفاده از DEP
      • چرخش الکتریکی
      • کاربرد چرخش الکتریکی
        • مطالعه مشخصه سلولی
        • جداسازی سلول ها
      • پدیده دی الکتروفورسیس موج درحال حرکت
      • نیروهای الکتریکی وارد بر سیال
        • الکترواسموسیس
        • دولایه ای الکتریکی
        • سرعت الکترواسموسیس
        • مشاهدات آزمایشگاهی شارش سیال
      • نیروی الکتروفورسیس
    • انبرک نوری
      • مقدمه
        • تاریخچه انبرک نوری
      • تئوری انبرک نوری
        • محاسبه نیروی پراکندگی و گرادیانی در ناحیه اپتیک هندسی
        • محاسبه نیروی پراکندگی و گرادیانی در ناحیه اپتیک رایلی
        • ناحیه می
      • بهینه سازی تله اندازی نوری
      • چیدمان انبرک نوری
      • اندازه گیری نیرو
      • مقیاس بندی انبرک نوری
        • روش تحلیل توانی
        • روش تحلیل تصویر
        • روش نیروی مقامت سیال
        • روش همپاری انرژی
        • روش خود همبستگی
      • کاربردهای انبرک نوری
        • بررسی برهم کنش موتورهای مولکولی بامولکول های DNA
        • تعیین مدول کشسانی گلبول قرمز با استفاده از انبرک نوری
      • میکروسکوپی
        • میکروسکوپی فلوئورسانت
        • میکروسکوپی کانفوکال
        • اثر تابع پخش شدگی نقطه ای
    • نتایج
      • مقدمه
      • چیدمان اندازه گیری ، اجزای مورد نیاز و آماده سازی نمونه ها
        • اجزای مهم آزمایش در چیدمان انبرک نوری
        • نحوه تله اندازی در چیدمان انبرک نوری
        • چیدمان میکرو وسیله دی الکتروفورسیس
      • اندازه گیری نیروی DEP
        • حذف اثر الکترواسموسیس
        • مطالعه رفتار نیروی DEP بر حسب تغییرات مربع ولتاژ
        • بررسی رفتار DEP وارد بر میکرو کره در امتداد میکروالکترودها
        • مطالعه رفتار نیروی DEP بر حسب تغییرات نایکنواختی فضای میدان الکتریکی
        • مطالعه رفتار اثر DEP وارد شده بر میکرو کره ها بر حسب دور شدن از میکرو الکترودها در راستای محوری
      • اندازه گیری نیروی DEP بر RBC با استفاده از انبرک نوری
        • آماده سازی محلول RBC و میکرو کره برای اندازه گیری نیروی DEP
        • نحوه اندازه گیری نیروی DEP بر RBC
        • اندازه گیری نیروی DEP بر RBC در فرکانس های الکتریکی مختلف
        • اثر نیروی برهم کنشی بین PS و RBC در تغییر بزرگی نیروی وارد بر RBC
        • تحقیق نیروی اندازه گیری شده DEP وارد بر RBC بر اساس روش پیشنهادی بر حسب تغییرات مربع ولتاژ
        • بررسی رفتار DEP اعمالی بر RBC بر حسب تغییر فاصله محوری از میکرو الکترودها
    • نتیجه گیری و پیشنهادات
...see more