Análisis del campo de temperatura en el dispositivo de separación celular microfluídico basado en dielectrofóresis
Autores: Tada, Shigeru; Seki, Yoshinori
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis del campo de temperatura en el dispositivo de separación celular microfluídico basado en dielectrofóresis
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Técnicas de separación celular
Dielectrofóresis
Ambiente de alta temperatura
Viabilidad celular
Inducción de apoptosis
Campo de temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las técnicas de separación celular basadas en dielectrofóresis son de gran interés como un método efectivo para realizar la separación celular de manera no invasiva. Sin embargo, los dispositivos de dielectrofóresis tienen el problema de que las células en el dispositivo están expuestas a un ambiente de alta temperatura debido a la generación de calor de Joule causada por la aplicación de alta tensión y el calor por pérdida dieléctrica cuando la tensión aplicada es de corriente alterna. Existe preocupación de que el calor generado en el dispositivo pueda afectar la viabilidad celular, el ciclo celular y la inducción de apoptosis. En este estudio, se investigó experimental y numéricamente el campo de temperatura dentro del dispositivo de separación celular dielectrofórica. Se midió el aumento de temperatura en la parte inferior del canal de flujo en el dispositivo utilizando el método LIF, y se simuló numéricamente el comportamiento termofluido del dispositivo adoptando un modelo de generación de calor que tiene en cuenta el calentamiento por Joule y por pérdida dieléctrica en la ecuación de energía. Se evaluó el aumento de temperatura en el dispositivo y se discute el efecto de la generación de calor en las células dentro del dispositivo.
Descripción
Las técnicas de separación celular basadas en dielectrofóresis son de gran interés como un método efectivo para realizar la separación celular de manera no invasiva. Sin embargo, los dispositivos de dielectrofóresis tienen el problema de que las células en el dispositivo están expuestas a un ambiente de alta temperatura debido a la generación de calor de Joule causada por la aplicación de alta tensión y el calor por pérdida dieléctrica cuando la tensión aplicada es de corriente alterna. Existe preocupación de que el calor generado en el dispositivo pueda afectar la viabilidad celular, el ciclo celular y la inducción de apoptosis. En este estudio, se investigó experimental y numéricamente el campo de temperatura dentro del dispositivo de separación celular dielectrofórica. Se midió el aumento de temperatura en la parte inferior del canal de flujo en el dispositivo utilizando el método LIF, y se simuló numéricamente el comportamiento termofluido del dispositivo adoptando un modelo de generación de calor que tiene en cuenta el calentamiento por Joule y por pérdida dieléctrica en la ecuación de energía. Se evaluó el aumento de temperatura en el dispositivo y se discute el efecto de la generación de calor en las células dentro del dispositivo.