İn vitro çalışmalarda fotoakustik görüntüleme tekniği kullanarak diyabetes mellitus'un erken tanısı üzerine simülasyon çalışması

Abstract

Çalışmamız, COMSOL çoklu fizik platformunda sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak üç boyutlu yüzey akustik dalga (YAD) geciktirme hattı aygıtının benzetimi ve modellenmesini, YAD aygıtının akuztoforez kuvvet etkisi kullanılarak ayırma etkisi karakterizasyonlarının incelenmesini ve YAD aygıtında bir lazer kullanarak fotoakustik etkiyi sunmaktadır. Çalışma, YAD aygıtının (akustik, mekanik, elektrik ve optik karakterizasyonları) üç durumda incelenmesini irdelemektedir: mikroakışkansız, mikroakışkanlı, lazer temelli mikroakışkanlı. Burada bu aygıt iki çift alüminyum geçmeli tarak yapılı dönüştürücülü (IDT) bir alüminyum nitrür (AlN) ince film malzemesinden, mikroakışkan çip polidimetilsiloksan'dan (PDMS) yapılmıştır ve lazer 10 W gücünde bir Gauss fonksiyonlu ısı kaynağı olarak uygulanmıştır. PDMS mikroakışkan çip, sıvı ve hücreler (ikinci durumda beyaz kan hücreleri (BKH'ler), kırmızı kan hücreleri (KKH'ler), trombositler içeren kan sıvısı ve üçüncü durumda diyabetik ve normal KKH içeren su sıvısı) kullanılarak benzetim yapılmıştır. İlk durumda YAD aygıtının elektriksel karakterizasyonlarının sonuçları saçılım-admitans parametreleri, hızlı Fourier dönüşümü (FFT) kullanılarak ekleme kaybı, tüm durumlar için giriş-çıkış elektrik voltajları ve elektrik enerjisini içerir. Mekanik karakterizasyonlar ilk durumda FFT kullanarak kalite faktörü, tüm durumlar için yer değiştirmeler, mekanik olarak depolanan enerji ve her iki IDT'deki basınç gerilimini içerir. Akustik karakterizasyonlara gelince, farklı malzeme domenlerinin basınç akustiğini içerir. Akuztoforez için ikinci durumda kuvvet etkisi, hücre sayımı, hücrenin hızı, mikroakışkan kanal içinde akuztoforetik kuvvet, sürükleme kuvveti ve toplam kuvvet olarak çalışılmıştır. Üçüncü duruma gelince, sıcaklık ve ısı kaynağı etkileri diyabetik ve normal KKH üzerinde çalışılmıştır.