Cell separation using microcoil array integrated polyimide and fr4 printed circuit board
Yükleniyor...
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İstanbul Bilgi Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
ABSTRACT: In this thesis, a cell separation system using planar coil arrays is proposed with double layered PCBs. The system has been designed, fabricated, and tested as an alternative method for magnetic cell isolation. Here it is not aimed to propose a highly effective and sensitive standard cell separation device, but we have presented a cheap, less harmful, and sufficiently sensitive device with a novel method. Within this thesis, we proposed FR4 (Rigid) and Polyimide (Flexible) based, easy and quickto-fabricate, printed circuit board having double layered different sized planar coils to measure the total magnetic field output. In this work, the working principles of a simple magnetic cell separator is improved using this proposed magnetic cell separation methodology. Also, the sensitivity of planar coil printed circuit boards, which are used old-fashioned and unrepeatable fabrication methods is enhanced. Our work does not aim to separate cells high-sensitively, but it proposes a novel method which decreases damage of the cells. The planar coil size that gets optimum efficiency is selected by checking the planar coil tests performed. By using square planar coils of different sizes and turns, first the values to optimize the planar coil design were found, and then the magnetic field comparison was made by printing on two different substrates as FR4 and polyimide. After the overheating problem of the circuit was resolved, the damage to the cells approached almost zero. Our work does not aim to separate cells high-sensitively, but it proposes a novel and more advanced version of cell isolation process. Although cell separation does not contain 100% purity, our project has made it a preferable system since it is a perfectible method by converting it into a flexible structure. As can be seen in the Experimental Results Chapter, the results obtained were successful and a successful alternative method to the traditional method could be proposed.
ÖZET: Bu tezde, ¸cift katmanlı PCB’ler ile d¨uzlemsel bobin dizileri kullanan bir h¨ucre ayırma sistemi ¨onerilmi¸stir. Sistem, manyetik h¨ucre izolasyonu i¸cin alternatif bir y¨ontem olarak tasarlanmı¸s, ¨uretilmi¸s ve test edilmi¸stir. Burada olduk¸ca etkili ve hassas bir standart h¨ucre ayırma cihazı ¨onermek ama¸clanmamı¸stır, ancak yeni bir y¨ontemle ucuz, daha az zararlı ve yeterince hassas bir cihaz sunulmu¸stur. Bu tez kapsamında, toplam manyetik alan ¸cıktısını ¨ol¸cmek i¸cin FR4 (Rijit) ve Poliimid (Esnek) bazlı, kolay ve hızlı ¨uretilebilen, ¸cift katmanlı farklı boyutta d¨uzlemsel bobinlere sahip baskılı devre kartı ¨onerilmi¸stir. Onerilen bu manyetik h¨ucre ayırma metodolojisi kullanılarak ¨ basit bir manyetik h¨ucre ayırıcının ¸calı¸sma prensipleri geli¸stirilmi¸stir. Ayrıca geleneksel ve tekrarı olmayan fabrikasyon y¨ontemlerinin kullanıldı?gı d¨uzlemsel bobin baskılı devre kartlarının hassasiyeti artırılmı¸stır. C¸ alı¸smamız h¨ucreleri y¨uksek hassasiyetle ayırmayı ama¸clamamakta, h¨ucrelerin hasarını azaltan yeni bir y¨ontem ¨onermektedir. Yapılan d¨uzlemsel bobin testleri kontrol edilerek optimum verim sa?glayan d¨uzlemsel bobin boyutu se¸cilmi¸stir. Farklı ebat ve d¨on¨u¸slerde kare d¨uzlemsel bobinler kullanılarak ¨oncelikle d¨uzlemsel bobin tasarımını optimize edecek de?gerler bulunmu¸s, ardından FR4 ve poliimid olmak ¨uzere iki farklı alt tabakaya baskı yapılarak manyetik alan kar¸sıla¸stırması yapılmı¸stır. Elde edilen sonu¸clara g¨ore geleneksel y¨onteme g¨ore daha yava¸s olmasına ra?gmen %20 daha az zararlı bir yapı geli¸stirilmi¸stir. Devrenin a¸sırı ısınma sorunu ¸c¨oz¨uld¨ukten sonra h¨ucrelere verilen hasar neredeyse sıfıra yakla¸smı¸stır. H¨ucre se¸cimi %100 saflık i¸cermese de canlı h¨ucrelere daha az zararlı oldu?gu i¸cin projemiz onu tercih edilen bir sistem haline getirmi¸stir. Aynı zamanda esnek bir yapıya d¨on¨u¸st¨ur¨ulebilmesi ve i¸cindeki h¨ucrelerin t¨up¨un ¸cevresinden manip¨ule edilebilmesi, geleneksel tek taraflı h¨ucre ayırma y¨ontemlerine g¨ore olduk¸ca yenilik¸ci bir yakla¸sımdır. Deneysel Sonu¸clar B¨ol¨um¨unde g¨or¨uld¨u?g¨u gibi, elde edilen sonu¸clar ba¸sarılı olmu¸s ve geleneksel y¨onteme ba¸sarılı bir alternatif y¨ontem olarak ¨onerilebilir haldedir.
ÖZET: Bu tezde, ¸cift katmanlı PCB’ler ile d¨uzlemsel bobin dizileri kullanan bir h¨ucre ayırma sistemi ¨onerilmi¸stir. Sistem, manyetik h¨ucre izolasyonu i¸cin alternatif bir y¨ontem olarak tasarlanmı¸s, ¨uretilmi¸s ve test edilmi¸stir. Burada olduk¸ca etkili ve hassas bir standart h¨ucre ayırma cihazı ¨onermek ama¸clanmamı¸stır, ancak yeni bir y¨ontemle ucuz, daha az zararlı ve yeterince hassas bir cihaz sunulmu¸stur. Bu tez kapsamında, toplam manyetik alan ¸cıktısını ¨ol¸cmek i¸cin FR4 (Rijit) ve Poliimid (Esnek) bazlı, kolay ve hızlı ¨uretilebilen, ¸cift katmanlı farklı boyutta d¨uzlemsel bobinlere sahip baskılı devre kartı ¨onerilmi¸stir. Onerilen bu manyetik h¨ucre ayırma metodolojisi kullanılarak ¨ basit bir manyetik h¨ucre ayırıcının ¸calı¸sma prensipleri geli¸stirilmi¸stir. Ayrıca geleneksel ve tekrarı olmayan fabrikasyon y¨ontemlerinin kullanıldı?gı d¨uzlemsel bobin baskılı devre kartlarının hassasiyeti artırılmı¸stır. C¸ alı¸smamız h¨ucreleri y¨uksek hassasiyetle ayırmayı ama¸clamamakta, h¨ucrelerin hasarını azaltan yeni bir y¨ontem ¨onermektedir. Yapılan d¨uzlemsel bobin testleri kontrol edilerek optimum verim sa?glayan d¨uzlemsel bobin boyutu se¸cilmi¸stir. Farklı ebat ve d¨on¨u¸slerde kare d¨uzlemsel bobinler kullanılarak ¨oncelikle d¨uzlemsel bobin tasarımını optimize edecek de?gerler bulunmu¸s, ardından FR4 ve poliimid olmak ¨uzere iki farklı alt tabakaya baskı yapılarak manyetik alan kar¸sıla¸stırması yapılmı¸stır. Elde edilen sonu¸clara g¨ore geleneksel y¨onteme g¨ore daha yava¸s olmasına ra?gmen %20 daha az zararlı bir yapı geli¸stirilmi¸stir. Devrenin a¸sırı ısınma sorunu ¸c¨oz¨uld¨ukten sonra h¨ucrelere verilen hasar neredeyse sıfıra yakla¸smı¸stır. H¨ucre se¸cimi %100 saflık i¸cermese de canlı h¨ucrelere daha az zararlı oldu?gu i¸cin projemiz onu tercih edilen bir sistem haline getirmi¸stir. Aynı zamanda esnek bir yapıya d¨on¨u¸st¨ur¨ulebilmesi ve i¸cindeki h¨ucrelerin t¨up¨un ¸cevresinden manip¨ule edilebilmesi, geleneksel tek taraflı h¨ucre ayırma y¨ontemlerine g¨ore olduk¸ca yenilik¸ci bir yakla¸sımdır. Deneysel Sonu¸clar B¨ol¨um¨unde g¨or¨uld¨u?g¨u gibi, elde edilen sonu¸clar ba¸sarılı olmu¸s ve geleneksel y¨onteme ba¸sarılı bir alternatif y¨ontem olarak ¨onerilebilir haldedir.
