取向悬浮液力学及其在流动线二色光谱与病原体检测中的应用
流体动力学
2019-04-03 v1
摘要
流动线二色性是一种生物物理光谱技术，利用悬浮液中细长颗粒的剪切诱导取向。出于优化该技术灵敏度的广泛目标，更具体地出于用于水源性病原体检测的手持式合成生物技术原型，本文建立了稳态与振荡压力驱动通道流及细长微观纤维悬浮液取向动力学模型。该模型将布朗悬浮液的 Fokker-Planck 方程与窄通道流动方程耦合，后者经修正以纳入颗粒引起的力学各向异性。线二色性信号通过适当公式对分布函数的垂直分量积分来估计，该公式考虑了取向的双轴特性。针对通过 M13 噬菌体结合进行病原体检测的特定应用，发现增加通道深度比增加通道宽度对提升线二色性信号更为显著。将通道深度增至 mm、压力梯度增至 Pa/m 基本使取向最大化。在适当频率下，振荡流可产生与稳态流近乎相等的取向，这在小样本量分析中具有重要潜在实用价值。
引用
@article{arxiv.1904.01011,
title = {Oriented suspension mechanics with applications to flow linear dichrosim spectroscopy and pathogen detection},
author = {G. Cupples and D. J. Smith and M. R. Hicks and R. J. Dyson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.01011},
year = {2019}
}