LabChip: Fysik i Lab-on-a-chip systemer

• Benytte generel strømnings- og diffusionsteori til at beskrive og designe mikrofluide systemer
• Benytte numerisk simulering med COMSOL Multiphysics til at designe og modellere mikrofluide systemer
• Benytte dimensionsanalyse til at estimere strømningsegenskaberne i mikrofluide systemer
• Beregne hvordan elektriske kræfter påvirker partiklers bevægelse igennem mikrofluidiske kanaler; herunder også biologiske partikler
• Beregne hvordan elektriske felter bliver påvirket når dielektriske partikler bevæger sig igennem dem
• Forstå hvordan inertikræfter kan bruges i kurvede mikrofludiske kanaler for at sortere partikler
• Benytte numerisk simulering til modellering af tidsafhængige lab-on-a-chip systemer, herunder systemer der genererer droplets
• Benytte ækvivalente kredsløbsmodeller til estimering af væsketransport i lab-on-a-chip systemer
• Benytte generel teori for mikrofluide systemer og numerisk simulering til at analyserer resultater præsenteret i nye “lab-on-a-chip” forskningsartikler

Med udgangspunkt i udvalgte lab-on-a-chip systemer (f.eks. til cellemanipulation og separation af biomolekyler) og numerisk simulering, vil du med en ingeniørmæssig tilgang kunne anvende fysiske modeller at designe nye lab-on-a-chip systemer. Kurset har ikke fokus på teorien bag mikrofluidiske systemer, men du kan forvente at lære den grundlæggende mikrofluidisk teori, diffusion, AC electrokinetics og AC fysik, så at du kan forstå og validere de numeriske resultater. Det teoretiske fokus er derfor på vigtige dimensionsløse tal, simple beregninger af forventelige væskehastigheder og diffusionstider, simple beregninger af kræfter osv. De fleste teoretiske øvelser er koblet til lignende numeriske øvelser, så du kan sammenligne dine simple beregninger med COMSOLs resultater. Du kan forvente at lære hvordan man bruger COMSOL, men mange praktiske øvelser og en del ”hvordan gør man” fejlfinding.

Basal viden om klassisk mekanik, elektromagnetisme, vektoranalyse og differentialligninger

Undervisningen de første 8 uger er i form af vejledet gruppe eller individuelle arbejde, med korte forelæsninger hvor den grundlæggende teori præsenteres, før vi går i gang med teoretiske og numeriske øvelser. Vi arbejder med konkrete problemstillinger, der skal afleveres i form af 3 individuelle rapporter hver 3. uge. De sidste 5 uger består af et projektforløb, i grupper af 2-3 studerende indenfor en lab-on-a-chip problemstilling, som afsluttes med en grupperapport og projektpræsentationer.

Dette kursus vil give dig praktisk erfaring i brugen af metoder til design, modellering og brug af lab-on-chip systemer som kan anvendes til mange formål. Endvidere vil du få indsigt i forskningsarbejdet inden for lab-on-a-chip ved DTU Bioengineering. Endelig vil kurset give dig et godt udgangspunkt for at gå i gang med et tværfagligt eksamensprojekt indenfor lab-on-a-chip systemer og deres anvendelse.

Minimum 5.

Vær opmærksom på, at dette enkeltfagskursus har et minimumskrav for antal deltagere for at kunne oprettes. Du får besked om, hvorvidt kurset oprettes senest 8 dage før kursusstart.