آقای اسماعیل پیش بین دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر نویدبخش، روز یکشنبه 98/04/16 از رساله دکتری خود تحت عنوان "طراحی و ساخت دستگاه PCR با استفاده ار فناوری میکروسیالات گریز از مرکز " دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 14 روز یکشنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار خواهد شد.

چکیده:

امروزه تست‌های سلولی و مولکولی از روش‌های پیشرفته و دقیق تشخیص بیماری‌ها و به عنوان جایگزین مناسبی برای روش های زمانبری مانند کشت میکروبی شناخته می‌شوند. واکنش زنجیره‌ای پلیمر از (PCR) تکنیک اصلی تکثیر اسیدهای نوکلئیک برای به‌کارگیری درتست های مولکولی بواسطه اعمال سیکل‌های حرارتی مشخص به نمونه DNA است.در مطالعه حاضر، یک دستگاه PCR با استفاده از فناوری میکروسیالات گریز از مرکز طراحی و ساخته‌شده است. اهداف اصلی دستگاه ارائه شده شامل قابلیت انجام عملیات بر روی چندین نمونه در زمان های کمتر از دستگاه های متداول آزمایشگاهی و انجام مراحل سیالاتی قبل از سیکل های حرارتی است. به‌منظور انجام عملیات حرارتی، از روش گرمایش موضعی با هوای گرم ازطریق نازل هوای دوطرفه استفاده شد. این روش که برای نخستین بار ارائه گردیده است، دارای ویژگی‌هایی همچون گرمایش سطح محدودی از دیسک و افزایش سرعت گرمایش و سرمایش نسبت به نمونه‌های قبلی هوای گرم است. به‌منظور سنجش میزان کارکرد این روش و بررسی تأثیرپارامترهای مختلف، یک دستگاه آزمایشگاهی شامل بخش‌های درایور دیسک میکروسیالاتی، اعمال حرارت با استفاده از نازل دوطرفه و سنجش دمای سیال داخل دیسک دوار طراحی و ساخته شد. همچنین یک تحلیل عددی با استفاده از روش المان محدود بر روس طرح ارائه‌شده صورت پذیرفته است. نتایج حاصله نشان‌دهنده امکان دستیابی به دماهای یکنواخت سیال با سرعت گرمایش و سرمایش به ترتیب 1/8 و 2/2 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه است. با استفاده از به‌کارگیری یک سیستم کنترل PID، تکثیر ژن βactin با اعمال سیکل‌های حرارتی با استفاده از روش ارائه‌شده انجام پذیرفت. مقایسه نتایج به‌دست‌آمده با یک دستگاه PCR صنعتی، گویای کارکرد مناسب روش بکار گرفته‌شده در میزان تکثیر و زمان تکثیر ژن به‌کاررفته شده می‌باشد.بر اساس ویژگی های مدل حرارتی ارائه شده، یک شبکه میکروسیالاتی اختصاصی برای انجام مراحلی شامل اندازه گیری حجم های دقیق از محلول های وارد شده و ترکیب بهینه سیالات ارائه شده است. برای بخش مخلوط سازی یک میکرومیکسر با استفاده از روش نوین اینرسی دورانی ارائه گردیده است. نتایج آزمایش‌های تجربی صورت گرفته بر روی این المان، نشان‌دهنده افزایش 60 درصدی سرعت یک مخلوط سازی موثر در مقایسه با نمونه‌های قبلی ارائه‌شده است. با بکار گیری شبکه میکروسیالاتی ارائه شده قابلیت آماده سازی 10 عدد نمونه برای انجام یک عملیات PCRبه صورت خودکار فراهم می گردد. مدل های تجاری از پلتفرم ارائه شده قابلیت بکارگیری در آزمایشگاه های تحقیقاتی و تشخیصی را خواهد داشت.
واژه‌های کلیدی:میکروسیالات، دیسک، PCR، گرمایش موضعی، میکرومیکسر