Binding kinetics of bacteria cells on immobilized antibodies in microfluidic channels: Modeling and experiments
Binding kinetics of bacteria cells on immobilized antibodies in microfluidic channels: Modeling and experiments
复制标题
微流体通道中细菌细胞与固定化抗体的结合动力学：建模和实验
DOI：
10.1016/j.snb.2017.06.113
复制
发表时间：
2017
影响因子：
8.4
通讯作者：
E. Gogolides
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Athina S. Kastania;K. Tsougeni;V. Constantoudis;E. Gogolides
许多分离或检测技术，例如色谱法或传感器检测，都是基于分析物分子和微流体通道表面上固定的配体分子之间的相互作用。通常，目标是捕获与配体最大可能结合的分析物。在这里，我们详细阐述了分析物分子通过微通道的结合动力学的数学模型，同时与其表面上的配体分子结合，以提供对实验行为的更深入的理解和预测。这项工作的重点和贡献在于分析物不是离散单位，而是分组为结合位点（例如外细胞膜上的抗原），而我们的结果也可以应用于功能化微粒。我们应用并验证了分析物在沙门氏菌细胞上分组且配体是抗沙门氏菌抗体的情况的模型。当使用粗糙微通道时，用流量、微通道尺寸、浓度和活性面积比增加等变量建立了一个简单的方程。该模型用于拟合关联速率常数与微流体装置中绿色荧光蛋白（GFP）-沙门氏菌细胞结合的数量密度（细胞/mm2）的空间变化实验数据。该模型还用于预测具有不同几何形状的各种微通道中的细胞结合，并设计用于特定操作的微流体。
Many separation or detection techniques, such as chromatography or detection on a sensor, are based upon the interaction between analyte molecules and immobilized ligand molecules on the surface of a microfluidic channel. Typically, the aim is to capture an analyte with the maximum possible binding to the ligands. Here, we elaborate a mathematical model for the binding kinetics of analyte molecules passing through a microchannel with simultaneous association to ligand molecules on its surface to provide deeper understanding and prediction of experimental behavior. The focus and contribution of this work is on analytes that are not discrete units, but are grouped as binding sites (e.g. antigens on the outer cell membrane), while our results can also find application for functionalized micro particles. We apply and validate the model for the case where analytes are grouped onSalmonellacells, and ligands are anti-Salmonellaantibodies. A simple equation is developed with variables the flow rate, microchannel dimensions, concentrations, and the active area-ratio increase when a rough microchannel is used. The model is used to fit the association rate constants with spatially varying experimental data of number densities (cells/mm2) of Green Fluorescent Protein (GFP)-Salmonellacell binding in a microfluidic device. The model is also used to predict cell binding in various microchannels with different geometries, and to design microfluidics for specific operations.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.9
作者：
Murthy, SK;Sin, A;Toner, M
通讯作者：
Toner, M
与固定化免疫球蛋白形成抗体-抗原复合物。
影响因子：
2.9
作者：
Schramm,W;Paek,SH
通讯作者：
Paek,SH
影响因子：
3.4
作者：
Myszka, DG;He, X;Goldstein, B
通讯作者：
Goldstein, B
影响因子：
5.6
作者：
ERICKSON, HP
通讯作者：
ERICKSON, HP
在抗体功能化微流体装置中分离活癌细胞。
影响因子：
3.2
作者：
Zheng,Xiangjun;Jiang,Linan;Schroeder,Joyce;Stopeck,Alison;Zohar,Yitshak
通讯作者：
Zohar,Yitshak