Magnetic cell spearation using planar coil arrays
Küçük Resim Yok
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İstanbul Bilgi Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tezde, çift katmanlı PCB'ler ile düzlemsel bobin dizileri kullanan bir hücre ayırma sistemi önerilmiştir. Sistem, manyetik hücre izolasyonu için alternatif bir yöntem olarak tasarlanmış, üretilmiş ve test edilmiştir. Burada oldukça etkili ve hassas bir standart hücre ayırma cihazı önermek amaçlanmamıştır, ancak yeni bir yöntemle ucuz, daha az zararlı ve yeterince hassas bir cihaz sunulmuştur. Bu tez kapsamında, toplam manyetik alan çıktısını ölçmek için FR4 (Rijit) ve Poliimid (Esnek) bazlı, kolay ve hızlı üretilebilen, çift katmanlı farklı boyutta düzlemsel bobinlere sahip baskılı devre kartı önerilmiştir. Önerilen bu manyetik hücre ayırma metodolojisi kullanılarak basit bir manyetik hücre ayırıcının çalışma prensipleri geliştirilmiştir. Ayrıca geleneksel ve tekrarı olmayan fabrikasyon yöntemlerinin kullanıldığı düzlemsel bobin baskılı devre kartlarının hassasiyeti artırılmıştır. Çalışmamız hücreleri yüksek hassasiyetle ayırmayı amaçlamamakta, hücrelerin hasarını azaltan yeni bir yöntem önermektedir. Yapılan düzlemsel bobin testleri kontrol edilerek optimum verim sağlayan düzlemsel bobin boyutu seçilmiştir. Farklı ebat ve dönüşlerde kare düzlemsel bobinler kullanılarak öncelikle düzlemsel bobin tasarımını optimize edecek değerler bulunmuş, ardından FR4 ve poliimid olmak üzere iki farklı alt tabakaya baskı yapılarak manyetik alan karşılaştırması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre geleneksel yönteme göre daha yavaş olmasına rağmen \%20 daha az zararlı bir yapı geliştirilmiştir. Devrenin aşırı ısınma sorunu çözüldükten sonra hücrelere verilen hasar neredeyse sıfıra yaklaşmıştır. Hücre seçimi \%100 saflık içermese de canlı hücrelere daha az zararlı olduğu için projemiz onu tercih edilen bir sistem haline getirmiştir. Aynı zamanda esnek bir yapıya dönüştürülebilmesi ve içindeki hücrelerin tüpün çevresinden manipüle edilebilmesi, geleneksel tek taraflı hücre ayırma yöntemlerine göre oldukça yenilikçi bir yaklaşımdır. Deneysel Sonuçlar Bölümünde görüldüğü gibi, elde edilen sonuçlar başarılı olmuş ve geleneksel yönteme başarılı bir alternatif yöntem olarak önerilebilir haldedir.
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 quick-to-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.
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 quick-to-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.
Açıklama
Lisansüstü Programlar Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
