Development of Bio fluid chip and measurement by Multi-dimensional micro process tomography method

生物流体芯片的研制及多维微过程断层扫描方法测量

• 批准号: 21360088
• 负责人: TAKEI Masahiro
• 金额: $ 12.31万
• 依托单位: Chiba University (2011)Nihon University (2009-2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360088/
• 关键词: 医療・福祉; 可視化; マイクロ・ナノデバイス; 流体工学; 計測工学; バイオ流体チップ; ナノ粒子; 多次元計測; マイクロ流路; 120個電極; 濃度分布; 多次元MPT; 可視化計測; 多次元マイクロ・プロセス・トモグラフィー法; 多次元MPTバイオ流体チップ; 遺伝子分析; MEMS; 断面計測

The novel microchannel using quartz glass and platinum wire with the five measurement cross-sections and the embedding 80 electrodes in each cross-section has been successfully fabricated by MEMS process. The 3D particle concentration distribution in a particle-liquid two-phase flow in the noval microchannel was revealed by the micro process tomography (MPT) method. In the obtained 3D reconstruction image, the dielectric particle-injected area appears to have a high particle concentration, and the deionized water-injected area appears to have a low particle concentration along the x-axis. A comparison of the qualitative results for the 3D reconstruction image and the quantitative results for the particle concentration along the x-axis reveal that the particles are reasonably well distributed in the particle-injected area of the cross-section. In addition, numerical simulations combing the discrete Lagrangian method for the particle phase and the Eulerian method for the liquid phase are performed in order to verify the MPT reconstruction image. The particle concentration pattern calculated by the numerical simulations agrees qualitatively with the MPT reconstruction image in the microchannel.

采用MEMS工艺制作了一种新型微通道，该通道由石英玻璃和铂丝构成，具有五个测量截面，每个截面嵌入80个电极。采用微过程层析成像(MPT)技术，研究了新型微通道内颗粒-液两相流的三维颗粒浓度分布。在获得的三维重建图像中，介电粒子注入区域显示出较高的粒子浓度，而去离子注水区域沿x轴方向显示出较低的粒子浓度。将三维重建图像的定性结果与x轴上颗粒浓度的定量结果进行了比较，结果表明颗粒在横截面的颗粒注入区域内分布合理。此外，为了验证MPT重建图像，对颗粒相采用离散拉格朗日方法，对液体相采用欧拉方法进行了数值模拟。数值模拟计算的颗粒浓度分布与微通道内MPT重建图像定性地吻合。

项目成果

Impedance Spectroscopic Measurement of Particle Concentration in Solid-Liquid Two-Phase Flow

固液两相流中颗粒浓度的阻抗谱测量

• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of JSEM(日本実験力学会論文誌)
• 作者: Achyut SAPKOTA;Masahiro TAKEI;Takashi YAMANE Yukitaka SHINODA
• 通讯作者: Takashi YAMANE Yukitaka SHINODA

ECTによるマイクロ・チャンネル内の固液二相流の断面濃度計測とDEMシミュレーション

使用 ECT 和 DEM 模拟测量微通道中固液两相流的横截面浓度

• 发表时间: 2010
• 作者: 崔題恩;武居昌宏
• 通讯作者: 武居昌宏

Conditional Sampling Stereoscopic PIV Measurement around Blade of Vartical Axis Wind Turbine

垂直轴风力机叶片周围条件采样立体PIV测量

• 发表时间: 2009
• 作者: M.Honda;T.Noguchi;D.H.Doh;M.Takei;S.Oshii
• 通讯作者: S.Oshii

固液二相流の電気CTにおけるインピーダンスの計測

固液两相流电CT阻抗测量

• 发表时间: 2009
• 作者: 伊藤勇人;武居昌宏
• 通讯作者: 武居昌宏

DEMシミュレーションによるダウナー内の粒子挙動の可視化とトモグラフィー画像との比較

使用 DEM 模拟可视化沉降器内的颗粒行为并与断层扫描图像进行比较

• 发表时间: 2009
• 作者: 藤原琢也;趙桐;武居昌宏
• 通讯作者: 武居昌宏