عنوان

طراحی و شبیه‌سازی یک میکروربات مارپیچی باهدف انجام میکرو تزریق سلولی

شماره

پ۲۸۰۶۰

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

طراحی و شبیه‌سازی یک میکروربات مارپیچی باهدف انجام میکرو تزریق سلولی

نام نخستين پديدآور

هادی جعفرزاده

نام ناشر، پخش کننده و غيره

مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۵۷ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مکاترونیک

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۰۹/۲۱

متن يادداشت

فرايند میکرو تزریق سلولي يكي از روش‌های مهم آزمايشگاهي براي تزريق مواد خارجي به درون سلول‌ها و براي بررسي اثر داروها در درمان بیماری‌ها،لقاح مصنوعي،سم‌شناسی و غيره است.اين عمل به سه صورت دستي،نیمه‌خودکار و تمام‌خودکار صورت پذيرفته كه تجهيزات مربوط به دو نوع اول به‌صورت تجاري موجود می‌باشند ولي نوع تمام‌خودکار همچنان سير تكاملي خود را طي می‌کند.به همين دليل دخالت‌های انساني در اين فرايند فعلاً وجود داشته و علاوه بر سرعت و بازدهي نسبتاً پايين ،امكان بروز خطا و حتي خطر پارگي و مرگ را براي سلول به همراه دارد. در این تحقيق فرايند طراحي و شبیه‌سازی مكانيكي و سامانه كنترل حركتي و نيروي تزريق يك میکروربات خودمختار(تمام‌خودکار) باهدف انجام میکرو تزریق سلولي را بررسي شده است. از سه جفت سيم¬پيچ هلمهولتز براي ايجاد ميدان¬هاي مغناطيسي چرخشي استفاده شده و ابعاد ظرف حاوي سلول¬ها(محيط كاري ميكروربات) به نحوي انتخاب گرديده كه در سراسر ظرف، ميدان¬هاي مغناطيسي چرخشي يكنواخت باشند و به همين دليل طول ظرف 30 درصد فاصله مراكز جفت سيم¬پيچ¬هاي واقع در آن مسير و عرض آن نيز 25 درصد فاصله مراكز جفت سيم¬پيچ¬هاي مربوط به اين بعد،انتخاب گرديده¬اند.استفاده از سامانه كنترلي خودكار مبتني بر زمان و ماژوله نمودن آن ، امكان اصلاح پارامترهاي كنترلي را بدون نياز به تغيير كل سامانه امكان¬پذير مي¬نمايد.با بهره¬گيري از يك سامانه تزريق مغناطيسي، امكان ايجاد فشارهاي مورد نياز ميكروتزريق تا 800 كيلوپاسكال متناسب با جريان عبوري از سيم¬پيچ تزريق فراهم شده است. بطوريكه،براي يك جريان مستقيم 5 آمپري ،اختلاف فشار توليدي بين نزديكترين سلول تا دورترين سلول از سيم¬پيچ ،23 درصد بوده كه با افزايش 12 درصدي جريان،مي¬توان اين افت فشار تزريق را جبران نمود. با توجه به توسعه سريع میکروربات‌ها ،انتظار می‌رود اين سامانه به‌عنوان رقيبي جدي براي سامانه‌های میکرو تزریق سلولي موجود و خودكار درحال‌توسعه ،در آینده‌ای نزديك مطرح شود.

متن يادداشت

AbstractThe process of cell microinjection is one of the important laboratory methods for injecting foreign substances into cells and for investigating the effect of drugs in the treatment of diseases, artificial insemination, toxicology, etc. This process is carried out in three ways: manual, semi-automatic and fully automatic. The first two types are commercially available, but the fully automatic type is still undergoing its evolution. For this reason, human interference in this process currently exists and in addition to the relatively low speed- low efficiency, there is the possibility of errors and even the risk of rupture and death for the cell. In this research, the mechanical design and simulation process , motion control system and injection force of an autonomous microrobot (fully automatic) aimed at performing cell microinjection have been investigated. Three pairs of Helmholtz coils are used to create rotating magnetic fields, and the dimensions of the microrobot’s work space containing the cells are chosen in such a way that the rotating magnetic fields are uniform throughout the container. For this reason, the length of the container is 30% of the distance between the centers of the pairs of coils located in that direction and its width is 25% of the distance between the centers of the pairs of coils related to this dimension have been selected. Using an automatic control system based on time and modulating it, makes it possible to modify the control parameters without changing the entire system. By using a magnetic injection system, it is possible to create the required microinjection pressures up to 800 kilopascals in proportion to the current passing through the injection coil. So, for a direct current of 5 amps, the difference in production pressure between the closest cell to the farthest cell from the coil is 23% which can compensate it by increasing the current by 12%. Due to the rapid development of microrobots, this system is expected to be a serious competitor for the existing and developing automated cell microinjection systems in the near future.

عنوان گونه گون

Cell microinjection,microrobot,helical¬¬ microrobot, magnetic microrobot,fuzzy control, Helmholtz coils

عنصر شناسه اي

‏جعفرزاده،

ساير عناصر نام

‏هادی

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

‏اکرمی،

ساير عناصر نام

‏سید محمدرضا

تاريخ

استاد راهنما

عنصر شناسه اي

‏تبریز