Published January 1, 2017
| Version v1
Publication
Open
Separation of Magnetic Particles Using an Array of Magnets —A Model of a Separation Device for Malaria-Infected Blood Cells
- 1. Chulalongkorn University
Description
Our ultimate goal is to design, fabricate, and test a new platform for malaria diagnosis using an array of magnets located parallel to a straight microchannel.The principle of the diagnosis is to attract malaria-infected blood cells using a nonuniform magnetic field induced by the array of magnets, while healthy blood cells are not affected and move along the flow direction.To achieve the goal, a mathematical model for predicting blood-cell motion was developed and validated using magnetic particles.In the experiments, trajectories of magnetic particles were captured using a photographic technique as the particles moved inside the system.The study has revealed that the trajectories of the magnetic particles obtained from both computational and experimental results were in a good agreement, and the mean deviation between them was around 18% for both 5 and 10 µm magnetic particles.In addition, the simulation results for malaria-infected mouse blood cells suggested that at the distance of 400 µm from the magnet array, the infected blood cells could move laterally toward the magnet array at distances around 35.2, 26.9, 21.8, and 18.3 µm within a 3 cm downstream distance at flow rates of 0.18, 0.23, 0.28, and 0.33 µL/min, respectively.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
هدفنا النهائي هو تصميم وتصنيع واختبار منصة جديدة لتشخيص الملاريا باستخدام مجموعة من المغناطيسات الموجودة بالتوازي مع قناة دقيقة مستقيمة. مبدأ التشخيص هو جذب خلايا الدم المصابة بالملاريا باستخدام مجال مغناطيسي غير منتظم ناتج عن مجموعة من المغناطيسات، بينما لا تتأثر خلايا الدم السليمة وتتحرك على طول اتجاه التدفق. ولتحقيق الهدف، تم تطوير نموذج رياضي للتنبؤ بحركة خلايا الدم والتحقق من صحته باستخدام الجسيمات المغناطيسية. في التجارب، تم التقاط مسارات الجسيمات المغناطيسية باستخدام تقنية التصوير الفوتوغرافي أثناء تحرك الجسيمات داخل النظام. كشفت الدراسة أن مسارات الجسيمات المغناطيسية التي تم الحصول عليها من كل من النتائج الحسابية والتجريبية كانت في توافق جيد، وكان متوسط الانحراف بينهما حوالي 18 ٪ لكل من الجسيمات المغناطيسية 5 و 10 ميكرومتر. بالإضافة إلى ذلك، اقترحت نتائج المحاكاة لخلايا دم الفئران المصابة بالملاريا أنه على مسافة 400 ميكرومتر من مصفوفة المغناطيس، يمكن أن تتحرك خلايا الدم المصابة أفقياً نحو مصفوفة المغناطيس على مسافات حوالي 35.2 و 26.9 و 21.8 و 18.3 ميكرومتر ضمن مسافة 3 سم في اتجاه مجرى النهر بمعدلات تدفق 0.18 و 0.23 و 0.28 و 0.33 ميكرولتر/دقيقة، على التوالي.Translated Description (French)
Notre objectif ultime est de concevoir, fabriquer et tester une nouvelle plate-forme pour le diagnostic du paludisme à l'aide d'un réseau d'aimants situés parallèlement à un microcanal droit. Le principe du diagnostic est d'attirer les cellules sanguines infectées par le paludisme à l'aide d'un champ magnétique non uniforme induit par le réseau d'aimants, tandis que les cellules sanguines saines ne sont pas affectées et se déplacent dans la direction du flux. Pour atteindre l'objectif, un modèle mathématique pour prédire le mouvement des cellules sanguines a été développé et validé à l'aide de particules magnétiques. Dans les expériences, des trajectoires de particules magnétiques ont été capturées à l'aide d'une technique photographique à mesure que les particules se déplaçaient à l'intérieur du système. L'étude a révélé que les trajectoires des particules magnétiques obtenues à partir de résultats informatiques et expérimentaux étaient en bon accord et que l'écart moyen entre elles était d'environ 18 % pour les particules magnétiques de 5 et 10 µm. En outre, les résultats de simulation pour les cellules sanguines de souris infectées par le paludisme suggéraient qu'à une distance de 400 µm du réseau magnétique, les cellules sanguines infectées pouvaient se déplacer latéralement vers le réseau magnétique à des distances d'environ 35,2, 26,9, 21,8 et 18,3 µm à une distance en aval de 3 cm à des débits de 0,18, 0,23, 0,28 et 0,33 µL/min, respectivement.Translated Description (Spanish)
Nuestro objetivo final es diseñar, fabricar y probar una nueva plataforma para el diagnóstico de la malaria utilizando una serie de imanes ubicados paralelamente a un microcanal recto. El principio del diagnóstico es atraer las células sanguíneas infectadas con malaria utilizando un campo magnético no uniforme inducido por la serie de imanes, mientras que las células sanguíneas sanas no se ven afectadas y se mueven a lo largo de la dirección del flujo. Para lograr el objetivo, se desarrolló y validó un modelo matemático para predecir el movimiento de las células sanguíneas utilizando partículas magnéticas. En los experimentos, Las trayectorias de las partículas magnéticas se capturaron utilizando una técnica fotográfica a medida que las partículas se movían dentro del sistema. El estudio reveló que las trayectorias de las partículas magnéticas obtenidas de los resultados computacionales y experimentales estaban en un buen acuerdo, y la desviación media entre ellas era de alrededor del 18% para las partículas magnéticas de 5 y 10 µm. Además, los resultados de la simulación para las células sanguíneas de ratón infectadas con malaria sugirieron que a una distancia de 400 µm de la matriz magnética, las células sanguíneas infectadas podrían moverse lateralmente hacia la matriz magnética a distancias de alrededor de 35.2, 26.9, 21.8 y 18.3 µm dentro de una distancia aguas abajo de 3 cm a velocidades de flujo de 0.18, 0.23, 0.28 y 0.33 µL/min, respectivamente.Files
SM1320.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d4d966f9c119265753519856af35d1c7
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- فصل الجسيمات المغناطيسية باستخدام صفيف من المغناطيس— نموذج لجهاز فصل خلايا الدم المصابة بالملاريا
- Translated title (French)
- Séparation de particules magnétiques à l'aide d'un réseau d'aimants —Un modèle de dispositif de séparation pour les cellules sanguines infectées par le paludisme
- Translated title (Spanish)
- Separación de partículas magnéticas usando una matriz de imanes — Un modelo de un dispositivo de separación para células sanguíneas infectadas con malaria
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4235385113
- DOI
- 10.18494/sam.2017.1442