Dielectrophoresis assisted loading and unloading of microwells for impedance spectroscopy.
Dielectrophoresis assisted loading and unloading of microwells for impedance spectroscopy.
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DOI：
10.1002/elps.201700020
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发表时间：
2017-06
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Beskok A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mansoorifar A;Koklu A;Sabuncu AC;Beskok A
介电谱（DS）是一种非侵入性、无标记、快速且有前景的技术，用于实时测量生物细胞的介电特性。我们展示了一种由电激活微孔阵列组成的微芯片，用于正介电泳 (pDEP) 辅助细胞捕获、DS 测量和负介电泳 (nDEP) 驱动的细胞卸载；因此，提供了高通量细胞分析平台。据我们所知，这是第一个结合电激活微孔和 DS 来分析生物细胞的微流控芯片。使用酿酒酵母（酵母）细胞测试设备性能。酵母细胞的 DEP 响应是通过使用平行板微电极几何结构中的生物物理模型测量其克劳修斯-莫索蒂 (CM) 因子来确定的。该信息用于确定加载和卸载井的激励频率。通过实验和数值研究了酵母细胞对测量的阻抗谱的影响。数值结果与实验结果之间的良好匹配确立了微芯片装置以快速且廉价的方式提取生物细胞的亚细胞特性的潜在用途。
Dielectric spectroscopy (DS) is a non-invasive, label-free, fast, and promising technique for measuring dielectric properties of biological cells in real time. We demonstrate a microchip that consists of electro-activated micro-well arrays for positive dielectrophoresis (pDEP) assisted cell capture, DS measurements, and negative dielectrophoresis (nDEP) driven cell unloading; thus, providing a high throughput cell analysis platform. To the best of our knowledge, this is the first microfluidic chip that combines electro-activated micro-wells and DS to analyze biological cells. Device performance is tested using Saccharomyces Cerevisiae (yeast) cells. DEP response of yeast cells is determined by measuring their Clausius-Mossotti (CM) factor using biophysical models in parallel plate micro-electrode geometry. This information is used to determine the excitation frequency to load and unload wells. Effect of yeast cells on the measured impedance spectrum was examined both experimentally and numerically. Good match between the numerical and experimental results establishes the potential use of the micro-chip device for extracting sub-cellular properties of biological cells in a rapid and non-expensive manner.
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