• 沒有找到結果。

7 稱之為Clausius-Mossotti factor(簡稱CMF)。如果將CMF實部與虛部分解,則可得到 以下結果: (Crossover Frequency),可表示如下

( )( 2 )

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(Conventional DEP)力作用時會以正介電泳(Positive DEP)還是負介電泳力(Negative DEP)的方式呈現,此現象可應用於許多層面,如類似細胞分離、不同細胞分辨等,

同時,它也代表著介電球內部的電性,可藉由量測穿越頻率來了解生物粒子的內 部性質。另一方面,若我們對虛部的極值有興趣則可以取CMF虛部的一次導數為 零,此時可以得到所謂的尖端頻率(Peak Frequency),可表示如下

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以在此處我們採用薄膜層理論(Thin Surface Layers Theory,Jones,1995),以一個等效 的介電球來模型化我們的生物微粒。如圖2-3所示,若將具有雙層結構的介電球等

9 粒內部性質的階數代入上兩式子中,做進一步地簡化。根據Gimsa et al.(1996),就 人 類 紅 血 球 , 其 細 胞 性 質 為 εs =8.445 ,ε σ0 s =3.6μS m/ ,εp =212 ~ 50 ,ε0

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2-3 介電泳力

當一粒子處在不均勻的電場當中時,因為被偏極化的粒子兩端所受電場向量 不同,就會產生介電泳力。在無邊界的電場中,其淨作用力如下(參考Jones, 1995)

( ) ( ), (Conventional DEP),其受到CMF的實部影響,Kr的正負會決定此為正介電泳或者

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為負介電泳,且介電泳力也與其大小成正比。除此之外介電泳力也與粒子尺寸成 三次方正比,與電場方均根的平方的梯度成正比;另一項FtwDEP( )t 為旅波介電泳 力(Traveling Wave DEP),其大小與Ki成正比、與粒子尺寸成三次方正比、及與電 場分佈和相位變化有關,在本次研究中,並無使用到旅波介電泳。

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2-4 流體拖曳黏滯力

在本研究中,粒子在流體中移動主要受到的力是介電泳力以及流體拖曳黏滯 力。對一個直徑約15微米以每秒50微米的速度在水溶液中移動的圓球粒子來說,

此時的雷諾數是遠小於1,所以我們可以使用史托克流體模型(Stokes’ Flow)來計算 流體拖曳黏滯力。當粒子在具邊界的溶液中移動時,其拖曳黏滯力可以寫成(Happel and Brenner,1986):

drag =6πμR Cd

F U

(2-23) 其中U為粒子與流體間的相對速度,μ為黏滯係數, C 為具邊界溶液中的拖曳黏d 滯力修正係數。關於C 的求法,在文獻中有提到(Happel and Brenner,1986),當一d 個圓球粒子沿著上下兩牆壁做直線運動時,其修正係數可以表示成:

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cell drag DEP buoyancy

M d

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傳統文獻(例如Pethig et al., 2005、Huang et al., 1996、Arnold and Zimmermann, 1988等)中已經有許多人利用穿越頻率或尖端頻率來計算生物微粒的特性,但其計

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=σ 為細胞膜電導值(Conductance)。

再進一步將(2-28)做近似以及泰勒展開式可得 的電容值以及電導值的可靠度。根據Pethig et al., (2005)的實驗結果,在電旋轉(ER) 部分,其結果可分為高溶液導電度(σm = 48.7mS/m~101.4mS/m)以及低溶液導電度

18 改變。另一方面,利用相同的方法來分析DEP的部分,同樣根據Pethig et al., (2005),

其結果為 性關係的重要假設就是在(2-27)中提到的直流極限假設。但在各文獻中(Pethig et al., 2005、Huang et al., 1996、Arnold and Zimmermann, 1988等)所使用的頻率大多是在

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= = 。根據二項式級數(binominal series),在

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在此處,根據文獻(Pethig et al., 2005、Huang et al., 1996、Arnold and Zimmermann, 1988等),G Rs ≈103S m/ ,σp≈1 /S m,因此當σm101S m/ 時,(2-34a)可成立。更

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