用于卵母细胞保护剂加载的微流体通道中的浓度场与速度场耦合模拟

摘要

在卵母细胞的低温保存中,通常需要添加低温保护剂来减轻冰晶对卵母细胞的损伤,但低温保护剂的添加会给卵母细胞造成渗透损伤和毒性损伤.为了减小保护剂对细胞的损伤,微流体技术已经被引入了低温保存领域,实现了低温保护剂的连续加载或去除.低温保护剂和缓冲液在微通道内的充分混合是确定最优化加载方案的基础.本文利用多物理场模拟软件Comsol对长度固定(53mm)的蛇形微流体通道的浓度场与速度场进行了耦合模拟,了解其变化规律,从而优化溶液的操作参数.结果表明随着Re数的增加,流体的混合效果越差,当Re=10和22时,通道出口处流体的混合指数MI分别为0.995和0.95.为了保证混合度,最佳的雷诺数应小于10,同时也从机理上解释了弯曲通道有利于流体混合的原因.