Inhibition of clot formation in deterministic lateral displacement arrays for processing large volumes of blood for rare cell capture.
Inhibition of clot formation in deterministic lateral displacement arrays for processing large volumes of blood for rare cell capture.
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DOI：
10.1039/c4lc01409j
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发表时间：
2015-05-21
期刊：
影响因子：
6.1
通讯作者：
Sturm JC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D'Silva J;Austin RH;Sturm JC
微流控确定性横向位移（DLD）阵列已应用于~100 μL血液细胞的分离和分析，较大数量的细胞处理受到芯片堵塞的限制。在本文中，我们(i)证明这种堵塞现象是由于传统的血小板驱动的凝块形成，（ii）确定并抑制驱动这一过程的两种主要生物机制，以及（iii）描述如何通过更高的流速和血液稀释来进一步减少凝块形成。根据这三个进展，我们展示了通过单一DLD阵列在38分钟内处理14ml等体积的未稀释全血，以约86%的收率收获PC3癌细胞。在单个芯片上安装10多个这样的DLD阵列是可能的，这样就可以在不到一个小时的时间内在单个芯片上处理超过100毫升未稀释的全血。在确定的横向位移阵列中，使驱动凝块形成的机制失效，允许从大量血液中捕获罕见的细胞。
Microfluidic deterministic lateral displacement (DLD) arrays have been applied for fractionation and analysis of cells in quantities of ~100 μL of blood, with processing of larger quantities limited by clogging in the chip. In this paper, we (i) demonstrate that this clogging phenomenon is due to conventional platelet-driven clot formation, (ii) identify and inhibit the two dominant biological mechanisms driving this process, and (iii) characterize how further reductions in clot formation can be achieved through higher flow rates and blood dilution. Following from these three advances, we demonstrate processing of 14 mL equivalent volume of undiluted whole blood through a single DLD array in 38 minutes to harvest PC3 cancer cells with ~86% yield. It is possible to fit more than 10 such DLD arrays on a single chip, which would then provide the capability to process well over 100 mL of undiluted whole blood on a single chip in less than one hour. Disabling of mechanisms driving clot formation in deterministic lateral displacement arrays allows rare cell capture from large volumes of blood.
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