Descripción del proyecto
Una nueva tecnología de microfluídica para la separación de partículas y los diagnósticos
Los dispositivos de microfluídica procesan y analizan cantidades minúsculas de líquidos y pueden revolucionar las aplicaciones en los puntos de atención, como los diagnósticos. Las pruebas de flujo lateral de la COVID-19 constituyen ejemplos de tales dispositivos. El proyecto SIRIUS, financiado con fondos europeos, se centra en el avance de la microfluídica de partículas inerciales (IPMF, por sus siglas en inglés), una tecnología relativamente reciente en la que la muestra se mueve a gran velocidad. La IPMF puede utilizarse para separar partículas biológicas, como las células cancerosas, de la sangre. Los investigadores estudiarán los principios y las reglas físicas de la IPMF para mejorar la aplicación de la tecnología en el diagnóstico y la asistencia sanitaria con un coste reducido.
Objetivo
Cancer and bacterial infections are projected to kill 18 million people worldwide annually by 2050. Fast and reliable diagnostics are essential for early and targeted treatments. Microfluidics is at the heart of the miniaturisation of diagnostics, enabling novel portable and low-cost point-of-care devices. Inertial particle microfluidics (IPMF) is a novel and competitive method with applications in cancer cell and bacteria separation. Yet, the physics behind IPMF is not well understood, making progress slow and costly. Novel design rules are in urgent need to avoid trial-and-error experiments. I will numerically investigate the underlying physical mechanisms and develop the first predictive toolkit for engineering applications of IPMF.
In particular, I will address five ambitious challenges in SIRIUS:
1. Develop an accurate numerical model for IPMF.
2. Understand the impact of particle softness.
3. Investigate the effect of finite particle concentration.
4. Improve the currently low separation efficiency of small particles.
5. Develop a toolkit to enable simulation-driven design.
These objectives are feasible through novel numerical approaches based on the lattice-Boltzmann method and state-of-the-art high-performance computing. SIRIUS will pursue an innovative simulation campaign, validated with existing experimental data, to generate both physical insight and scaling laws for simulation-driven design.
For the first time, SIRIUS will produce robust numerical methods for IPMF. My pioneering research will uncover the physics behind particle separation and culminate in a design toolkit for IPMF engineers. SIRIUS will fill a critical gap and open up an entirely new research field: “Simulations for inertial particle microfluidics”. Results of SIRIUS will be published as open-source codes, open-access articles, and open data. This will ultimately enable faster, less costly and more innovative research in the field of microfluidics for diagnostics.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
- ciencias naturalesciencias físicasmecánica clásicamecánica de fluidosmicrofluidics
- ciencias naturalesmatemáticasmatemáticas aplicadasanálisis numérico
Para utilizar esta función, debe iniciar sesión o registrarse
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
EH8 9YL Edinburgh
Reino Unido