Record Details

SINGLE-PARTICLE AND COLLECTIVE MODES IN MAGNETIC SEPARATION OF RED BLOOD CELLS

Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title SINGLE-PARTICLE AND COLLECTIVE MODES IN MAGNETIC SEPARATION OF RED BLOOD CELLS
ОДНОЧАСТИЧНАЯ И КОЛЛЕКТИВНАЯ МОДЫ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ
 
Creator B. KASHEVSKY E.
A. ZHOLUD M.
S. KASHEVSKY B.
Б. КАШЕВСКИЙ Э.; Институт тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, Минск
А. ЖОЛУДЬ М.; Институт тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, Минск
С. КАШЕВСКИЙ Б.; Институт тепло-и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, Минск
 
Subject —
—
 
Description An experimental microfluidic model is proposed for studying magnetophoretic separation of submagnetic microparticles from liquid that ensures simple deterministic experimental conditions, the possibility of measuring the relevant physical properties of microparticles, their spatio-temporal distribution in diluted samples, and the process visualization in concentrated samples. Magnetic separation of red blood cells from deoxygenated diluted blood is studied. A phenomenon is discovered of the magnetophoretic granular Rayleigh–Taylor type instability that destroys the single-particle separation mode at cell volume concentration of about 0.002. The cell concentration growth is accompanied by enhancing the suspension vortex motion, but however this does not influence the time and the purity of the magnetic separation of red blood cells. From our observations, we have come to the conclusion that the hydrodynamic magnetophoretic instability should be related with mesoscopic swirls caused by the cell concentration dispersion. The concept of the magneto-gravitational analogy is formulated allowing one to consider the collective magnetophoresis of submagnetic microparticles as sedimentation in predetermined force fields. Our experimental model and the results obtained are of interest for the emerging technology of microfluidic analytical systems and for mechanics of suspensions as a whole.
Предложена микрожидкостная экспериментальная модель для изучения магнитофоретической сепарации слабомагнитных микрочастиц из жидкости, обеспечивающая простые и хорошо детерминированные условия осуществления эксперимента, измерение определяющих процесс физических свойств частиц и в сильно разбавленных суспензиях регистрацию пространственно-временных характеристик их распределения, а также визуализацию процесса в суспензиях с увеличенной (до нескольких процентов) объемной концентрацией. Изучен процесс магнитной сепарации эритроцитов из разбавленной деоксигенированной цельной крови. Обнаружено явление магнитофоретической гранулярной неустойчивости типа неустойчивости Релея–Тейлора, нарушающее одночастичную моду сепарации при объемной концентрации клеток около 0,002. Увеличение концентрации сопровождается интенсификацией вихревого движения суспензии, что, однако, не оказывает в изученном диапазоне объемных концентраций до с = 0,023 заметного влияния на время и чистоту сепарации эритроцитов. На основе визуализации индивидуального поведения клеток сделан вывод о связи гидродинамической неустойчивости суспензии при магнитной сепарации с мезоскопическими вихревыми структурами, обусловленными пространственной дисперсией концентрации клеток. Сформулирована концепция магнито-гравитационной аналогии, позволяющая рассматривать коллективный магнитофорез как коллективную седиментацию в заданном силовом поле. Разработанный метод и полученные результаты представляют интерес для технологии микрожидкостных диагностических систем, для механики суспензий в целом.
 
Publisher The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"
 
Contributor —
—
 
Date 2016-05-31
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://doklady.belnauka.by/jour/article/view/77
 
Source Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus; Том 59, № 2 (2015); 40-46
Доклады Национальной академии наук Беларуси; Том 59, № 2 (2015); 40-46
0002-354X
 
Language rus
 
Relation http://doklady.belnauka.by/jour/article/view/77/77
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).