МОДЕЛЬ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ АНАЛИТА В МИКРОКАНАЛЕ ОКОЛО НАНОФИЛЬТРАЦИОННОЙ МЕМБРАНЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Автор: Роман Ростиславович Пономарев

Соавторы: Ганченко Г.С., Алексеев М.С., Моршнева И.В.

Организация: Южный федеральный университет

Малые концентрации аналита в исследуемых жидкостях является одной из главных трудностей при проектировании лабораторий на чипах для проведения медицинских и химических анализов [1]. Для решения этой проблемы используют различные ионоселективные поверхности и эффект концентрационной поляризации, который возникает около таких поверхностей под действием электрического поля [2]. Несмотря на успехи в этом направлении [3], особенно экспериментального характера, существует отсутствие полного понимания наблюдаемых физических процессов, приводящих к суперконцентрации, что ограничивает оптимизацию устройства, который практически в неизменном виде рассматривается уже более 15 лет [2,4].

В докладе будет представлена модель концентрирования аналита около нанофильтрационной мембраны, обладающей ионной селективностью и относительно небольшим гидродинамическим сопротивлением. На основе одномерной модели была получена качественная зависимость степени концентрирования аналита и ионов около таких поверхностей от асимметрии зарядовых чисел и коэффициентов диффузии между ионами аналита и ионами солей. При двумерном моделировании было также учтено электроосмотическое течение, возникающее около заряженных стенок микроканала, а также его конкуренция с потоком электролита, вызванного давлением.

Работа выполнена при поддержке грантом РНФ № 22-29-00307.