Self-folding single cell grippers.
Self-folding single cell grippers.
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DOI：
10.1021/nl500136a
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发表时间：
2014-07-09
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Gracias DH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Malachowski K;Jamal M;Jin Q;Polat B;Morris CJ;Gracias DH
鉴于培养物、肿瘤和组织的异质性，捕获、包含和分析单个细胞的能力对基因组学、蛋白质组学、诊断、治疗和外科手术非常重要。此外，对于心血管系统等体内小管道的外科应用，需要接近穿过血管和毛细血管的单个红细胞大小的微型工具。我们描述了由生物相容和可生物吸收的二氧化硅和二氧化硅组成的阵列式或非系列式单电池夹持器的制造。驱动这些夹持器所需的能量来自于3-27 nm厚薄膜中残余应力的释放，不需要任何电线、绳索或电池，并导致折叠角度超过100°，折叠半径小至765 nm。我们开发并应用了一个有限元模型来预测这些折叠角度。最后，我们展示了在一组夹爪中捕获活的小鼠成纤维细胞，以及在不系绳的夹具中捕获单个红细胞，这些细胞可以从底物中释放出来，以说明体内操作的潜在用途。
Given the heterogeneous nature of cultures, tumors, and tissues, the ability to capture, contain, and analyze single cells is important for genomics, proteomics, diagnostics, therapeutics, and surgery. Moreover, for surgical applications in small conduits in the body such as in the cardiovascular system, there is a need for tiny tools that approach the size of the single red blood cells that traverse the blood vessels and capillaries. We describe the fabrication of arrayed or untethered single cell grippers composed of biocompatible and bioresorbable silicon monoxide and silicon dioxide. The energy required to actuate these grippers is derived from the release of residual stress in 3–27 nm thick films, did not require any wires, tethers, or batteries, and resulted in folding angles over 100° with folding radii as small as 765 nm. We developed and applied a finite element model to predict these folding angles. Finally, we demonstrated the capture of live mouse fibroblast cells in an array of grippers and individual red blood cells in untethered grippers which could be released from the substrate to illustrate the potential utility for in vivo operations.
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Gultepe E;Yamanaka S;Laflin KE;Kadam S;Shim Y;Olaru AV;Limketkai B;Khashab MA;Kalloo AN;Gracias DH;Selaru FM
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