TARIFNAME SANTRIFÜJ PRENSIBI ILE ÇALISAN KAPALI KANAL MIKROAKISKAN PLATFORM Bulusun Ilgili Oldugu Teknik Alan Bulus ile merkezkaç kuvveti kullanilarak, sivilarin/numunelerin kapali kanal sistemine dolumu ve manipülasyonu gerçeklestirilmistir. Mikroakiskan çip, belli bir dönme hizinda döndürülerek hazneye koyulan sivinin sadece girisi olan kapali kanala dolumu gerçeklestirilir. Bu prensip, kimyasal analizlerde, hücre analizlerinde, tani amaciyla biyomedikal ve saglik alaninda pek çok çalismaya uyarlanabilme potansiyeline sahiptir. Bulusla Ilgili Teknigin Bilinen Durumu (Önceki Teknik) Mikroakiskan sistemler, küçük hacimde sivilar ile çalisarak hasta-basi testleri için büyük avantaj tasiyan sistemler konumuna gelmistir. Özellikle santrifüjlenebilir mikroakiskan sistemler, pompa, aktif valf gibi yapilari ortadan kaldirip çip disi numune isleme asamalarini, hataya açik pipetleme islemlerini elimine etmektedir (Hugo vd., 2014). Lab-on-disc olarak adlandirilan santrifüjlenebilir platformlar, düsük maliyetli fabrikasyon ile islem saglayabilmektedir. Fakat bu çalismalarda kanallar ve odaciklar farkli katmanlarda konumlandirilmis olup en üst katmanda sivi hareketini saglamak için havalandirma katmani gerektirmektedir (Clime vd., 2019). Mikroakiskan platformun radyal yönde bir mikroakiskan kanal boyunca siviyi ileri geri dolastirabilen, kilcal ve merkezkaç kuvvet arasindaki etkilesime dayali bir pompalama tekniginde, platformun dönüs hizinin azaltilmasiyla beraber, kilcal harekete göre sivilar kanal boyunca içe dogru hareket edebilmektedir (Garcia-Cordero vd., 2010). Basit ve etkili bir yöntem olmasina ragmen, bu yöntemde sivinin yalnizca küçük bir bölümü bir alt rezervuarda merkeze dogru yer degistirebilmektedir. Bu nedenle bu yöntem, yalnizca birkaç karisabilir çözeltinin karistirilmasi ya da analitlerin fonksiyonlanmis bir yüzeyde devirdaimi için uygundur. Mikroakiskan bir kanal araciligiyla baglanan iki rezervuar arasindaki sivi akisinda olusan benzer bir mekanizma mikroakiskan diskin ani hizlanmalari ve yavaslamalari tarafindan olusan Euler atalet kuvveti ile elde edilir. Euler kuvveti, mikroakiskan kanal boyunca yukari yönde, diskin açisal hizi ile üretilmektedir. Bu kuvvet her zaman merkezkaç kuvveti ile yarisacagindan, kanal boyutu ve yönüne göre optimizasyonlara ihtiyaç duymaktadir (Deng vd., 2014). Sivilari radyal olarak içe dogru pompalayan bir çalismada, merkezkaç kuvvet etkisi altinda daha az yogun bir numune sivisini, dönme merkezine dogru itecek yüksek yogunluklu bir sivi kullanarak gerçeklestirilmistir (Kong vd., 2012). Numune bütünlügünü korumak için karismayan sivilara veya ara faz olarak havaya ihtiyaç duyulmaktadir. Tek yönlü karakteri ve pompalama için ek sivi ihtiyaci bu yaklasimi sinirlandirmaktadir. Sunulan bir pasif pompalama sisteminde, bitisik bir kanalda sivi kolunda üretilen hidrostatik basinç ile havanin pnömatik olarak sikistirilmasina dayanan bir prensip yer almaktadir. Bu çalismada, biriken pnömatik enerji, platformun dönüs hizinin azaltilmasiyla serbest kalir ve siviyi dönüs merkezine geri pompalamak için kullanilir (Clime vd., 2019). Yöntem hassas ve tekrarlanabilir olmasina ragmen ek sikistirma odalarinin üretilmesine ihtiyaç duyar. Sifon valf kullanilan bir santrifüj sisteminde, sifon yapisi, sivilari bir dönüs hizi araliginda bosaltabilir veya dönüs frekansini artirarak akisi kesebilir (Zhu vd., 2018). Kesintili sifon valfi, sifonun tepesinde ek bir hava deliginden olusmaktadir. Dönüs durduruldugunda sifon beslenir, disk dönmeye baslayinca ise dönüs hizi yeterince yüksekse sifondaki sivi merkezden uzaklasir. Böylece hava, sifon tepesindeki hava deliginden sifona girerek sifon kanalindaki siviyi kesecektir. Daha düsük dönüs hizinda ise, hava deligi yakinindaki gaz-sivi arayüzünde bir menisküs olusturur. Sivi, sifon araciligiyla yükleme odasindan toplama odasina iletilir. Sifon yapilari içeren santrifüjlenebilir bu sistemlerin tasarimi ve üretimi karmasik oldugu gibi bu çalismada da disk dönerken sabit dis kuvvetlere maruz kalir, sivi-gaz arasindaki arayüz belirli konumlardaki stabilizasyona bagli olacaktir. Hidrofilik ve hidrofobik biyobelirteçlerle uyumlu bir sistem ile kandan serum ayristirabilen santrifüjlenebilir bir diskte, çapraz akisli filtrasyon yöntemi serumu ayirir ve serumdaki amfifilik biyobelirteçleri tutar (Lenz vd., 2021). Cihaz bir membranla ayrilmis, birbiri üzerinde yer alan odaciklardan olusur ve disk üzerinde farkli göreve sahip dört ayirma birimi mevcuttur. Çapraz akisli filtrasyon sirasinda, numune merkezkaç kuvveti ile filtreden tegetsel olarak geçer. Membran gözeneklerinden daha küçük bilesenler basinç arttikça filtreden geçerken, daha büyük bilesenler membran yüzeyinde kalir. Polimer disk üzerinde kapali kanal içerisinde hematokrit ölçüm saglayan bir çalismada disk üzerinde giris haznesi, hidrofobik valfli fazla akis kanali ve iki katmanli kapiler kanal olusturulmustur (Riegger, Lutz vd, 2007). Santrilüj destekli kilcal dolum, farkli seviyelerde iki katmanli kanal (üst seviye alt-orta seviyeden daha genis) kullanilmasi ve kapali kanal ucunun özel sekillendirilmesi ile saglanmistir. Kapiler kuvvet santrifüj ile desteklenerek kani kapali kapiler kanala tasir. Kanal kilcal uca ulastiginda ters yönde dolumu baslar, hidrofobik valfin açilmasi ile fazlalik kan buradaki hazneye dolar ve kirmizi kan hücrelerinin sedimentasyonu ile hematokrit deger ölçülür. Bu yöntem, sadece iyi hesaplanmis özel kanal kesit alani olan mikroakiskan çipleri gerektirdigi için üretim süreci mesakkatli ve masraflidir. Kanallara sivi dolumunu PDMS,in hava geçirgenligini kullanan bir çalismada, özkütle-gradyanli solüsyon ve mikropartiküller vakum altinda kanallara doldurulmustur (Oksuz & Tekin, 2021). Mikroakiskan sistemin santriû'ijlenebilmesi için giris bloklanmasi bu sistem ile önlenerek farkli yogunluklardaki mikropartiküllerin ayristirilmasi basarilmistir. Sistem hücre ayristirma için avantaj sunan bir çalisma olmasina ragmen farkli sivi manipülasyonlarina uygun bir sistem olmadigi gibi, vakum altinda kanallara numune yüklenmesi de oldukça uzun sürmektedir. Aktif elemanlar; sivi akisi ve kontrolü için vakum, manyetik, elektriksel ve mekanik kuvvetler gibi dis kuvvet uygulanmasini gerektirmektedir. Merkezkaç kuvveti ile indüklenen sivi akislarinin tek yönlü karakteri, mikroakiskan devrelerin tasariminda temel bir sinirlandirmaya yol açar. Aktif pompalama elementi kullanilan bir çalismada, kalici miknatislarin üzerine entegre edildigi deforme olabilen polimer katmanlarla kapatilmis bir pompa sistemi yer almaktadir (Haeberle & Zengerle, 2007). Odalarin sabit bir manyetik alanda dönmesi saglanarak, deforme olabilen odalarda havanin sikistirilmasi ile sabit bir sivi akisi baslar. Aktif eleman kullanilan santrifüjlenebilir mikroakiskan sistemler, ilgi çekici yöntemler sunmasina ragmen uygulanmasi için dönen platform üzerine monte edilmesi gereken setler ve bunlarin kontrol edilmesini gerektirmektedir. Elektronik pompalarin monte edilmesi ve elektromekanik valflerin kullanmasi ile yapilan bir santrilüj platformunda, platform yüksek hizda dönerken pnömatik bir baglanti araciligiyla çip üzerindeki basinç portlarinda hava basinci olusturur (Clime vd., 2019). Olusan hava basinci çip üzerindeki devre elemanlariyla etkilesime geçerek valfleme, ters pompalama, kabarcik karistirma gibi islevleri gerçeklestirir. Ancak böyle karmasik bir platformu üretmek için gereken maliyet artmaktadir. Klinikte pek çok hastalik tanisinin koyulmasi, hastalik sürecinin izlenmesi gibi asamalarda hastadan alinan numunenin ön muamele islemine tabi tutularak santrilüjlenmesi gerekmektedir. Mikroakiskan sistemler, klinikte vazgeçilmez bir basamak olan santrifüj özelligini santrifüjlenebilir mikroakiskan sistemler ile ortaya konulabilir. Disk üzeri laboratuvar olarak adlandirilan lab-on-a-disc sistemlerinde yer alan pasif pompalama yöntemlerine bakildigi zaman sivi hareketi farkli katmanlarda konumlandirilan odaciklar, havalandirma delikleri, sifon yapilari, membranlar veya valflerle saglanabilmektedir. Bu tasarimlar hem maliyeti artirmak hem de sivi hareketini kisitlamanin yani sira, verimli bir sivi aktarimini da garantileyemez. Ayrica sivi manipülasyonu için kullanilan elemanlar hassas oldugu için, yöntemin iyi optimize edilmesi, sivilarin tasmamasi için ek sikistirma veya atik odaciklarina ihtiyaç duymaktadir. Mikroakiskan sistemler üzerine eklenen her odacik ve katman, maliyeti ve kullanma kolayligini dogrudan etkilemektedir. Aktif pompalama sistemlerine bakildigi zaman, disaridan mekanik, elektriksel veya manyetik kuvvetleri kullanarak yapilan çalismalar pek çok karmasik manipülasyona ve analize izin veren yöntemler olmasina ragmen dönen bir platform üzerine monte edilmesi gereken bilesenler sistemin kullanilabilirligini kisitlamaktadir. Ayrica önceki tekniklere bakildigi zaman çogu santiriû'ijlenebilir mikroakiskan sistem disk seklinde tasarlanmistir. Bu da tasarlanan sisteme dönme hizi kazandirabilmek için disk okuyucu seklinde döndürme platformuna, yani ek bir cihaz tasarimina, ihtiyaç duyulacagi anlamina gelir. Özetle önceki teknikte karsilasilan teknik problem, sivi manipülasyonu ve numune analizi için santrifüjlenebilir mikroakiskan sistemlerde pahali, üretimi karmasiklastiran ve stabiliteyi garanti edemeyen yapilar ve yöntemler kullanilmasidir. Ayrica kullanacak kisiler için ek cihaz alinmasi da gerekmektedir. Bulusun Kisa Açiklamasi ve Amaçlari Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren bir mikroakiskan platform ile ilgilidir. Bulusta, üretimi oldukça basite indirgeyerek sunulan dolum yöntemi ile teknikte kullanilan tüm ek yapilar ortadan kaldirildi. Bu sayede her laboratuvarda bulunan santriûîj cihazina uyumlu hale getirildi. Dolum prensibini özgün kilan ise her kanalin farkli özelliklerine (genislik, yükseklik, uzunluk) göre hidrolik direncinin degismesi ve buna bagli olarak dolum için ihtiyaç duyulan döndürme hizi (RPM)'nin da degismesidir. Hidrolik direnç arttikça ihtiyaç duyulan döndürme hizi artmaktadir. Uygulanan santrifüj kuvveti ile kanal içerisindeki basinç artirilmakta ve kanal içinden numune haznesine hava çikisi saglanarak kanala dolum saglanmaktadir. Santriû'ijlenebilir mikroakiskan sistemler teknikte disk üzeri laboratuvar veya cd üzeri laboratuvar olarak bilinmektedir ve santriûîj kuvvetinin uygulanmasi ile sivi manipülasyonu saglayan sistemlerdir. Literatürde bilinen klasik mikroakiskan sistemlerde kanal dolumu giris ve çikis delikleri ile saglanmaktadir. Kanala santriûîj kuvveti uygulanmasi için kapali bir kanal kullanilmalidir ve teknikte bilinen santrifüjlenebilir mikroakiskan sistemler ile bunun gerçeklesmesi için aktif, pasif valfler, membranlar, havalandirma delikleri kullanilmalidir. Bulusta ise ilk kez herhangi bir ek yapi (valf,sifon,membran vs.) kullanilmadan düz bir kapali kanal içerisinde sivi manipülasyonu gerçeklestirilmistir. Ayrica teknikte sunulan disk ve cd üzeri laboratuvar sistemlerinde santrifüj kuvvetinin uygulanmasi için ek bir cihaz gerekmektedir (CD rom gibi veya bu sekilde tasarlanan). Bulus ile sunulan yöntem ve tasarim santrifüj cihazina uygun oldugu için bu tür cihazlara ihtiyaç duymamaktadir. Bu sayede uygulama alani da genislemektedir. Bulusun öncelikli amaci, dolum saglayan ek odaciklar, valf, membran, sifon gibi yapilara ihtiyaç duymadan sadece santrifüj kuvveti ile tek kanal içerisinde kapali kanal dolumu ve analiz saglayan bir santrifüjlenebilir mikroakiskan sistem gelistirmektir. Bulusta bir hazneye sivi yerlestirilmesi ve kanala doldurulup gerekli islemlerin yapilmasi tamamiyla santrilüj kuvveti ile gerçeklestirilmektedir. Bulus dolum yöntemi ile teknikte kullanilan tüm ek yapilar ortadan kaldirildi. Bu sayede her laboratuvarda bulunan santrifüj cihazina uyumlu hale getirildi. Dolum prensibini özgün kilan ise her kanalin farkli özelliklerine (genislik, yükseklik, uzunluk) göre hidrolik direncinin degismesi ve buna bagli olarak dolum için ihtiyaç duyulan döndürme hizi (RPM)'in de degismesidir. Hidrolik direnç arttikça ihtiyaç duyulan döndürme hizi artmaktadir. Uygulanan santrifüj kuvveti ile kanal içerisindeki basinç artirilmakta ve kanal içinden numune haznesine hava çikisi saglanarak dolum saglanmaktadir. Bulus mikroakiskan sistem pek çok biyolojik analiz islemine (kan örnegi analizi, DNA analizi, saIlastirma, ayristirma, zenginlestirme, tek hücre) uyumlu olup pek çogu mikroskopla görüntülenebilecegi gibi telefon ile analiz edilmesine de izin veren bir sistemdir. Bulus önceki tekniklerde temel problemler olan maliyet, karmasik tasarim ve ek bir döndürme cihazina ihtiyacini ortadan kaldirarak avantaj saglamasinin yani sira literatürde bahsi geçen ek sikistirma odalari, sifon ve membran yapilarini kullanmadan, tek giris odacigini iki yönlü (giris ve çikis) kullanma olanagi sunarak literatürde yer almayan bir prensip sunmaktadir. Sunulan bu yöntem sayesinde arastirma, hücre, tani laboratuvarinda bulunan santrifüj cihazinda düsük hacimde ( numune isleyebilen, kisa süreli analiz saglayan, numune önislemini ortadan kaldirabilecek potansiyele sahip bir yöntem hedeIlemektedir. Arzu edilen yöntem ve analize göre kanal tasarimi gelistirilmistir. Sonuç alabilmek için tek ihtiyaç duyulan mikroakiskan çipin santrifüj cihazina yerlestirilmesidir. Bu sayede diger yöntemlerle kiyaslandiginda bulus, maliyet konusunda büyük bir avantaj saglarken, kullanim kolayligi konusunda da bu avantaji sürdürüyor olacaktir. Yöntem ayrica programlanabilir bir yapida oldugu için santrifüj cihazinda birçok analiz basamaginin otomatik yapilmasina olanak saglamaktadir. Bulus ürünü ve kullanilan yöntem ile ilk kez kapali bir kanal içerisine ek yapi kullanmadan dolum saglanmistir. Dolum prensibini özgün kilan ise her kanalin farkli özelliklerine (genislik, yükseklik, uzunluk) göre hidrolik direncinin degismesi ve buna bagli olarak dolum için ihtiyaç duyulan döndürme hizi (RPM)'in da degismesidir. Hidrolik direnç arttikça ihtiyaç duyulan döndürme hizi artmaktadir. Uygulanan santrifüj kuvveti ile kanal içerisindeki basinç artirilmakta ve kanal içinden numune haznesine hava çikisi saglanarak dolum saglanmaktadir. Ürünü özgün kilan da dolum prensibine bagli olarak santrifüj cihazina uyumlu, sivi manipülasyonu saglayan ve örnek analizi saglayan bir ürün haline gelmis olmasidir. Santriû'ijlenebilir mikroakiskan sistemler teknikte disk üzeri laboratuvar veya cd üzeri laboratuvar olarak teknikte bilinmektedir ve santrilüj kuvvetinin uygulanmasi ile sivi manipülasyonu saglayan sistemlerdir. Literatürde bilinen klasik mikroakiskan sistemlerde kanal dolumu giris ve çikis delikleri ile saglanmaktadir. Kanala santrifüj kuvveti uygulanmasi için kapali bir kanal kullanilmalidir ve teknikte bilinen santrifüjlenebilir mikroakiskan sistemler ile bunun gerçeklesmesi için aktif, pasif valiler, membranlar, havalandirma delikleri, özel kanal mimarileri kullanilmalidir. Bulusta ise ilk kez herhangi bir ek yapi (valf,sifon,membran vs.) kullanilmadan düz bir kapali kanal içerisinde sivi manipülasyonu gerçeklestirilmistir. Ayrica teknikte sunulan disk ve cd üzeri laboratuvar sistemlerinde santrilüj kuvvetinin uygulanmasi için ek bir cihaz gerekmektedir (CD-ROM gibi veya bu sekilde tasarlanan). Bulusta sunulan yöntem ve tasarim laboratuvarda siklikla bulunan santrilüj cihazina uygun oldugu için bu tür cihazlara ihtiyaç duymamaktadir. Bu sayede uygulama alani da genislemektedir. Çipe sirayla farkli rezervuarlardan dolum yapilabilmektedir. Farkli kanal boyutlari ve santrilüj hizlari kullanilarak sadece istenilen rezervuardan çipe sivi çekilebilmektedir. Böylelikle moleküler analizler için solüsyonlar sirali olarak çipe verilebilir. Kanal boyutu ayarlanarak rezervuardan istenilen hacimde sivi çekilebilir. Böylelikle hassas bir sivi miktari analiz için kullanilabilir. Bulus ile hematokrit ve beyaz kan hücresi miktari belirlenebilmekte ve ayrisan plazmanin çip üstünden toplanabilmesi saglanmaktadir. Bulusu Açiklayan Sekillerin Tanimlari Sekil 1: Kapali kanal mikroakiskan tasarimi (A) Mikroakiskan çip kisimlari (üstten görünüm) (B) Çift taraIli bant kullanilarak olusturulan mikroakiskan çip, kapali uç bir dolum kanali ve numune haznesi içermektedir (yandan görünüm). Sekil 2: Mikroakiskan çipi santrifüj cihazina yerlestirmek için tasarlanmis santrifüj tüpü Sekil 3: Mikroakiskan çipin kanal genisligi ve kanal yüksekligine bagli olarak dolum hizinin degismesi (A) Ayni zamanda farkli kanal genislikleri ve kanal yükseklerine sahip kanallarin dolmasi için gerekli dönme hizi (B) Kanal yüksekligine bagli hidrolik direnç ve dönme hizinin iliskisi (C) Kanal genisligine bagli hidrolik direnç ve dönme hizinin iliskisi Sekil 4: Sabit kanal genisligi ve yüksekliginde kanal uzunluguna bagli olarak kanalin zamana bagli dolum profili Sekil 5: Kanal genisligi ve yüksekligi sabit tutularak kanal uzunluguna göre hidrolik direnç ve dolum hizinin iliskisi Sekil 6: Tam kan örneginin mikroakiskan çip içerisinde sirasiyla 5, 10 ve 15 dakika santrifüjlenmesi sonucu olusan buffy coat ve plazma bölgeleri Sekil 7: (A) Farkli dönme hizlarinda hesaplanan hematokrit degeri (B) Santrifüj sonrasi plazma Sekil 8: Çip üstünde ölçülen hematokrit degerlerinin mikrohematokrit tüpü ile yapilan ölçümlerle kiyaslanmasi Sekil 9: Buffy coat kalinligi ve beyaz kan hücresi sayisi arasindaki korelasyon Bulusu Olusturan Unsurlarin/Kisimlarin/Parçalarin Tanimlari Bu bulusla gelistirilen mikroakiskan platformun daha iyi açiklanabilmesi için hazirlanan sekillerde yer alan parçalar/kisimlar/unsurlar asagida belirtilmektedir. 1: Numune haznesi 2: Dolum kanali 3: Mikroakiskan Çip 4: Santrilüj Tüpü Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bulus siVi dolumu için bir mikroakiskan platform olup özelligi; ° Bir ucu kapali ve düz kesit alanli en az bir dolum kanali (2) ve kanala (2) bagli en az bir numune haznesi (l) içeren mikroakiskan çip (3) ve ° Mikroakiskan çipi (3) santrilüj cihazina yerlestirmek için tasarlanmis en az bir santrilüj tüp (4) içermektedir. Dolum kanali (2) kanal uzunlugu (h), kanal genisligi (W) ve kanal yüksekligine (L) göre mikroakiskan çipin (3) içerisine konumlandigi santrifüj cihazi dönüs hizinin ayarlanabilir veya programlandirilabilir olmasi ile karakterize edilmektedir. Bulusta yer alan mikroakiskan çip (3) 5-50 mm uzunluga ve farkli genisliklere (0,1-5 mm) sahip düz ve kapali dolum kanalindan (2) olusmaktadir (Sekil 1 (A)). Mikroakiskan çip (3) 0.15 mm kalinliga sahip çift taraIli bant ile alt yüzeyi 1 mm kalinliga sahip olan lamel, üst yüzeyi numune haznesi (l) içeren Polimetil metakrilat (PMMA) katmani ve kapali dolum kanali içermektedir (Sekil 1 (B)). Numune haznesinin (l) hacmi 1-100 uL,dir. Sivi dolum yöntemi asagidaki islem adimlarini içermektedir: ° Bir ucu kapali en az bir düz kesit alanli dolum kanali (2) ve kanala (2) bagli en az bir numune haznesi (l) içeren, dolum kanali (2) kanal uzunlugu (h), kanal genisligi (W) ve kanal yüksekligine (L) göre santrifüj cihazi dönüs hizinin ayarlandigi en az bir mikroakiskan çipin (3) saglanmasi, ° Mikroakiskan çipi (3) santrilüj cihazina yerlestirmek için tasarlanmis en az bir santrilüj tüp (4) "ün saglanmasi, ° Sivinin en az bir numune haznesine (l) doldurulmasi, ° Mikroakiskan çipin (3),in santrifuj tüpüne (4) yerlestirilmesi, ° Dolum kanali (2) kanal uzunlugu (h), kanal genisligi (W) ve kanal yüksekligine (L) göre santrifüj cihazi dönüs hizinin ayarlanmasi, ° Mikroakiskan çipin (3) ayarlanan santrifüj hizinda belirli bir süre döndürülerek santrilüj kuvveti ile kanal (2) içinden numune haznesine (1) hava çikisi saglanarak belirlenen sivi hacimlerinin numune haznesinden (1) kanal (2) içine doldurulmasi. Bulus yöntemi, mikroakiskan çipi (3) farkli santrilüj hizlarinda belirlenen sürelerde döndürerek istenilen numune haznesinden (l) dolum kanalina (2) farkli sivilarin programlanabilir olarak doldurulmasinda kullanilmaktadir. Mikroakiskan çip (3), kanal (2) içine doldurulacak sivi rezervuara koyulduktan sonra, özel olarak tasarlanmis santrifüj tüp (4) içerisine koyularak santrilüj cihazina yerlestirilmistir (Sekil 2). Santrilüj tüp (4), mikroakiskan çipin (3) içerisine tam oturan ve santrifüj cihazi içerisinde çipin (3) sabit durmasini saglayan bir tüptür. Teknik olarak santrifüj cihazina tam oturan, içerisinde mikroakiskan çipin (3) girebilecegi ve santrilüj sirasinda çipin (3) hareketini önleyen en az bir girinti içermektedir. Mikroakiskan çip (3), farkli santrilüj hizlarinda (100- 1000 rpm) döndürülerek farkli siVi hacimleri kanal (2) içine doldurulabilmektedir. Her kanal (2) özelliklerinden (uzunluk, genislik, yükseklik) dolayi farkli hidrolik dirence sahiptir. Hidrolik direncin artmasi kanalin (2) dolum için daha yüksek dönme hizina ihtiyaç duyacagi anlamina gelmektedir. Bu sebeple her kanal bakilmistir, burada amaç kanal (2) özelliklerine göre dolduklari dönme hizini bulmaktir. Farkli kanal (2) boyutlari farkli dönüs hizlarinda dolabilmektedir (Sekil 3A). Bu da çip (3) üstünde hazneye bagli farkli kanal (2) genislikleri kullanilirsa farkli dönüs hizlarinda programlanabilir bir akis profili olusturacagi anlamina gelmektedir. Böylelikle farkli siVilarin sirasiyla karistirilmasi gereken islemler, önerilen prensip ile santrifüj cihazi içinde gerçeklestirilebilir. Bu bulusta, kapali kanal (2) sisteminin doldurulmasi valf, membran, sifon yapilari kullanilmadan ilk kez sunulmaktadir. Bulus ile farkli kanal (2) boyutlarinin ayni zamanda farkli dönüs hizlarinda dolabildigi gözlenmektedir (Sekil 3A). Elde edilen sonuçlara göre, kanal (2) genisligi ve kanal yüksekligi arttikça siVinin kanala (2) dolmasi için gerekli dönme hizinin azaldigi sonucu elde edilmis olup Denklem 1 ile hidrolik direnç hesaplanarak dolum prensibini ortaya koymustur (Denklem 1). Hidrolik direnç (R), kanal yüksekligi (11), kanal genisligi (W), kanal uzunlugu (L) ve siVi Viskozitesi (u) ile iliskilidir. Kanal genisligine ve kanal yüksekligine bagli hidrolik direnç hesaplanarak dolum için gerekli dönme hizi ile iliskisine bakildiginda korelasyon görülmektedir (Sekil 3B, C). Bu da çip (3) üstünde rezervuarlara bagli farkli kanal (2) genislikleri kullanilirsa farkli dönüs hizlarinda programlanabilir bir akis profili olusturacagi anlamina gelmektedir. Bu bulusta, kapali kanal (2) sisteminin doldurulmasi valf, membran, sifon yapilari kullanilmadan ilk kez sunulmaktadir. 1-0,63 (g) h3W Kanal genisligi 2 mm ve kanal yüksekligi 150 um sabit tutulan kanallarin kanal uzunluguna göre zamana bagli hacim profili incelenmistir (Sekil 4). Denklem 1 kullanilarak hidrolik direnç hesaplanmis olup kanal uzunlugu ve kanalin dolmasi için gerekli dönüs hizi arasindaki iliski gösterilmistir (Sekil 5). Böylece hidrolik direnci düsük olan yani kanal uzunlugu az olan kanalin kendi hacminin %95,ine ulasmasi daha kisa sürede gerçeklesirken kanal uzunlugu arttikça bu süre de aitmaktadir. Bulus kapsaminda hematoloj i biriminde rutin olarak gerçeklestirilen hematokrit ve beyaz kan hücresi sayimini kapali kanal (2) sistemde uygulanmistir. 10 ML tam kan örnegi numune haznesine (l) yerlestirilmis ve ardindan farkli dönme hizi ve sürelerinde santrifüj cihazinda santrifüjlenmistir. Bu sayede herhangi bir ek islem, ek yapi kullanmadan plazma, tam kandan ayrilmistir. Kanalin alt kisminda toplanan kirmizi kan hücrelerinin toplam kanal (2) içindeki örnek hacmine oranindan hematokrit degeri hesaplanabilmektedir (Sekil 8). Elde edilen sonuca bakildiginda dönme hizlarinin hematokrit hesaplanmasi üzerindeki etkileri ayni oldugundan plazma içerisinde kalan hücre miktari sayilarak optimum dönme hizi ve süresi 4000 rpm 10 dakika olarak belirlenmistir (Sekil 7A, B). Klinikte, plazma ayrismasi için kan içerisinde bulunan tüm hücrelerin çökmesi gerekmekte ve plazma içerisinde hücre kalmamasi gerekmektedir. Bu sebeple de döndürme hizlarinda plazma içerisinde kalan hücre sayilari arasinda hücre sayilarinda fark olmadigi görülmüstür. Tam kan örneginden plazma ayrismasi ile kirmizi kan hücresi arasinda kalan ve beyaz kan hücresi, platelet içeren buffy coat bölgesini bulusta elde edildigi gözlenmistir (Sekil 6). Buffy coat kalinligini da bakarak kan içindeki beyaz kan hücresi miktari hesaplanabilmektedir (Sekil Sunulan teknik ile ilk kez kapali uçlu bir kanal tek hazneden santrilüj kuvveti ile ek yapilar gerektirmeden doldurulmus ve hematoloji biriminde rutin testlerden olan hematokrit degeri ve beyaz kan hücresi miktari tespiti yapilabilmistir. Bu bulus, çesitli kan testlerine uygulanabilecegi gibi farkli moleküler seviyede uygulamalara hizmet ederek ayristirma, saIlastirma, zenginlestirme gibi çalismalarda da kullanilma potansiyeline sahiptir. Dolum prensibine bakildigi zaman, çipin dönme yönünde, sivinin kanal yüzeyine dogru menisküs yapisi olusturdugu görülmektedir. Menisküs yapisi kanal boyunca ilerleyip, siviyi kanalin alt kismindan baslayarak dolmakta, kanal içindeki hava ise ters yönlü tahliye edilmektedir. Tasarlanan sistem üzerinde kanal sekil ve konumlarinda degisiklik yapilarak farkli haznelerden sirasiyla numune doldurulmasi ve kanal içerisinde farkli numunelerin karistirilmasi saglanabilmektedir. Ayrica tasarlanan kanal ve önerilen prensip ile tam kandan plazma ayrismasi saglanabildigi gibi ayristirilan plazma içerisindeki biyobelirteçlerin (kreatinin gibi) ölçümü de yapilabilmektedir. Bunun için tam kan örnegi numune haznesine yerlestirilir ve ardindan santrifüjlenir. Bu sayede, tam kan içerisinde bulunan kirmizi kan hücreleri dipte toplanirken ortada buffy coat olarak bilinen beyaz kan hücrelerinin toplandigi bir bölge olusmakta ve üstte saf plazma kalmaktadir. Mikroakiskan çip görüntüsünden kirmizi kan hücrelerinin kapladigi bölge ölçülerek, tüm örnek bölgesine oranlanir ve hematokrit deger bulunmus olur. Ayrica, ortada buffy coat adi verilen bölgede beyaz kan hücreleri toplandigi için bu bölgeden beyaz kan hücresi sayisi hesaplanabilmektedir. Plazma içerisindeki biyobeliiteçlerin ölçümü için ise kan örnegi, çip disinda biyobeliiteçlerle tepkimesi sonucunda tercihen kolorimetrik ürün veren solüsyonlar ile karistirilarak numune haznesine verilmektedir. Ardindan, santrilüj ile karisim kapali kanala alinmakta ve yüksek hizli santrilüj ile kirmizi kan hücreleri ve beyaz kan hücreleri çökeltilmektedir. Yukarda bulunan plazma bölgesindeki biyobelirteçler solüsyonlar ile reaksiyona girerek bulunan biyobelirtecin konsantrasyonuna göre farkli yogunlukta renk kanalda renk ortaya çikarmaktadir. Bu renk yogunluguna göre biyobeliiteç konsantrasyonu hesaplanabilmektedir. Bu yöntemle, ayni kanal içinde kan hücreleri plazmadan ayristirilarak, kan hücrelerin kolorimetrik ölçümlere olan olumsuz etkisi (arka plan gürültüsü gibi) giderilmektedir. Önerilen bulus, hücre ayristirmada, tek hücre çalismalarinda, santrifüj gerektiren pek çok moleküler ve klinik testlerde kullanilabilme potansiyeline sahiptir. Ayrica önerilen sistem çok az miktarda örnek isleyebilmekte (0,, ayristirilan örneklere mikroakiskan çipin seffaf yapisindan dolayi mikroskop altinda da incelenebilmektedir. Ayristirilan örnekler yine mikroakiskan çipten toparlanip farkli analizlerde de kullanilabilmektedir. TR TR TR TR TR TR