Opis projektu
Nowa technologia z zakresu mikrofluidyki na potrzeby separacji cząsteczek i diagnostyki
Urządzenia mikrofluidyczne przetwarzają i analizują niewielkie ilości płynów, dzięki czemu mogą zrewolucjonizować badania prowadzone w miejscu opieki nad pacjentem, w tym diagnostykę chorób. Paskowy test wykrywający COVID-19 jest doskonałym przykładem zastosowania takich urządzeń. Badacze z finansowanego ze środków UE projektu SIRIUS koncentrują się na udoskonaleniu techniki mikrofluidyki inercyjnej cząsteczek (ang. inertial particle microfluidics, IPMF) – stosunkowo nowej technologii badania próbki poruszającej się z dużą prędkością. Technika IPMF może być wykorzystywana do separacji różnych cząsteczek biologicznych, w tym rakowych, z krwi. Zespół projektu zbada zasady i reguły fizyczne leżące u podstaw technologii IPMF z myślą o optymalizacji kosztów jej zastosowania w diagnostyce i opiece zdrowotnej.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki fizycznemechanika klasycznamechanika płynówmicrofluidics
- nauki przyrodniczematematykamatematyka stosowanaanaliza numeryczna
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
EH8 9YL Edinburgh
Zjednoczone Królestwo