การขนส่งอนุภาคและเซลล์ในช่องทางไหลจุลภาคด้วยอิเล็กโทรออสโมซิสและอิเล็กโทรโฟเรซิส

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาการขนส่งอนุภาคและเซลล์ในช่องทางไหลจุลภาคด้วยอิเล็กโทรออสโมซิสและอิเล็กโทรโฟเรซิส. วัตถุประสงค์ของวิทยานิพนธ์คือ ศึกษาการขับเคลื่อนของเหลวและการขับเคลื่อนอนุภาคหรือเซลล์ในช่องทางไหลจุลภาคด้วยจลนศาสตร์ไฟฟ้า ที่สภาพนำไฟฟ้าของของเหลวที่แตกต่างกัน. การไหลของของเหลวถูกสังเกตด้วยสารเรืองแสงภายใต้สนามไฟฟ้า 0.025 kV/mm. การทดลองขนส่งอนุภาคและเซลล์กระทำภายใต้สนามไฟฟ้าเฉลี่ย 0.005-0.04 kV/mm. ในการทดลอง อนุภาคพอลิสไตรีนขนาด 10 µm ถูกแขวนลอยในน้ำปราศจากไอออนที่มีสภาพนำไฟฟ้า 1, 5 และ 25 mS/m. เซลล์เม็ดเลือดแดง (ขนาด 6-8 µm) และเซลล์มะเร็งผิวหนังสุนัข (15 µm) ถูกแขวนลอยในสารละลายเดกซ์โทรสที่มีสภาพนำไฟฟ้า 1 และ 12 mS/m ตามลำดับ. ผลการทดลองแสดงว่า ของเหลวไหลด้วยอิเล็กโทรออสโมซิสในทิศทางของสนามไฟฟ้า. กรณีแรงดันไฟฟ้ารูปคลื่นไซน์ อนุภาคเคลื่อนที่ได้ระยะทางประมาณ 50-450 µm ที่สนามไฟฟ้า 0.006-0.032 kV/mm. กรณีแรงดันไฟฟ้ารูปคลื่นพัลส์สี่เหลี่ยม อนุภาคและเซลล์เม็ดเลือดแดงเคลื่อนที่ได้ระยะทางประมาณ 200-1400 µm และ 100-1000 µm ตามลำดับ ที่สนามไฟฟ้าเฉลี่ย 0.01-0.04 kV/mm. เซลล์มะเร็งผิวหนังสุนัขเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 40-500 µm ที่สนามไฟฟ้าเฉลี่ย 0.005-0.025 kV/mm. ระยะการเคลื่อนที่ของอนุภาคและเซลล์แปรผันตามสนามไฟฟ้าอย่างเป็นเชิงเส้น. กรณีแรงดันไฟฟ้ารูปคลื่นไซน์ ระยะการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่สภาพนำไฟฟ้า 1 และ 5 mS/m มีค่าใกล้เคียงกัน ซึ่งมากกว่าสภาพนำไฟฟ้า 25 mS/m. กรณีแรงดันไฟฟ้ารูปคลื่นพัลส์สี่เหลี่ยม ระยะการเคลื่อนที่ของอนุภาคมีค่าใกล้เคียงกันทุกสภาพนำไฟฟ้า. การขนส่งเซลล์ในช่องทางไหลจุลภาคด้วยอิเล็กโทรโฟเรซิสทำได้ โดยที่ไม่ทำให้เซลล์เกิดความเสียหายภายใต้สนามไฟฟ้าไม่เกิน 0.04 kV/mm สำหรับเซลล์เม็ดเลือดแดง และ 0.025 kV/mm สำหรับเซลล์มะเร็งผิวหนังสุนัข.