Modeling of dielectrophoretic transport of myoglobin molecules in microchannels
Notice bibliographique
Résumé
Myoglobin is one of the premature identifying cardiac markers, whose concentration increases from 90 pgml or less to over 250 ngml in the blood serum of human beings after minor heart attack. Separation, detection, and quantification of myoglobin play a vital role in revealing the cardiac arrest in advance, which is the challenging part of ongoing research. In the present work, one of the electrokinetic approaches, i.e., dielectrophoresis (DEP), is chosen to separate the myoglobin. A mathematical model is developed for simulating dielectrophoretic behavior of a myoglobin molecule in a microchannel to provide a theoretical basis for the above application. This model is based on the introduction of a dielectrophoretic force and a dielectric myoglobin model. A dielectric myoglobin model is developed by approximating the shape of the myoglobin molecule as sphere, oblate, and prolate spheroids. A generalized theoretical expression for the dielectrophoretic force acting on respective shapes of the molecule is derived. The microchannel considered for analysis has an array of parallel rectangular electrodes at the bottom surface. The potential and electric field distributions are calculated using Green's theorem method and finite element method. These results also compared to the Fourier series method, closed form solutions by Morgan et al. [J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 1553 (2001)] and Chang et al. [J. Phys. D: Appl. Phys. 36, 3073 (2003)]. It is observed that both Green's theorem based analytical solution and finite element based numerical solution for proposed model are closely matched for electric field and square electric field gradients. The crossover frequency is obtained as 40 MHz for given properties of myoglobin and for all approximated shapes of myoglobin molecule. The effect of conductivity of medium and myoglobin on the crossover frequency is also demonstrated. Further, the effect of hydration layer on the crossover frequency of myoglobin molecules is also presented. Both positive and negative DEP effects on myoglobin molecules are obtained by switching the frequency of applied electric field. The effect of different shapes of myoglobin on DEP force is studied and no significant effect on DEP force is observed. Finally, repulsion of myoglobin molecules from the electrode plane at 1 KHz frequency and 10 V applied voltage is observed. These results provide the ability of applying DEP force for manipulating nanosized biomolecules such as myoglobin.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».