Design and development of a dielectrophoretic device for cell mechanics
细胞力学介电泳装置的设计与开发
基本信息
- 批准号:7842524
- 负责人:
- 金额:$ 7.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-06-01 至 2011-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffectAtherosclerosisAtomic Force MicroscopyBiochemicalBiochemistryBiological AssayCell physiologyCellsComplexCoupledCouplingDegenerative polyarthritisDevelopmentDevicesDiagnosisDimensionsDiseaseElectrodesEnvironmentEnvironmental Risk FactorFutureGlassGoalsHealthIndividualKnowledgeLateralLinkMeasuresMechanicsMethodsMicrofabricationMicrofluidicsMicrotubulesModelingParticle SizePathologicPathologic ProcessesPlayPopulationPropertyPublishingResearchResearch ProposalsResistanceRoleSystemTechniquesTestingTissuesbasecell typecytokinedesignelectric fieldfluid flowimprovedlaser tweezermodel designnovelpublic health relevance
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): Cell mechanics play a critical role in health and disease across diverse tissues. Yet our understanding of cell mechanical properties, as well as how cells sense and respond to the mechanical environment remains incomplete. A variety of techniques exist to study cell mechanics, each has its own benefits and limitations. Since no one technique is applicable to all cell mechanics assays, it is important to expand our cell mechanics toolbox. In this project, we will develop a dielectrophoretic device to apply non-contact compressive force to individual, attached cells. The hypothesis behind the proposed research is that that negative dielectrophoresis can be used to apply lateral compressive forces to single cells without physical contact. We will design a dielectrophoretic device for trapping and applying force to cells. Electric and force fields will be modeled in two and three dimensions, an electrode array will be designed to test multiple individual cells concurrently, and the device will be built with microfabrication techniques. We will then demonstrate device efficacy by trapping cells, allowing them to attach, and measuring cell mechanical properties with and without intact microtubules. Successful completion of this project will produce a unique device to expand our current cell mechanics toolbox. The ability to apply a non-contact compressive force to individual attached asymmetric cells will improve our understanding of cell mechanics in health and disease. This device, because it is coupled with a microfluidic system, could further be used to simultaneously and dynamically test single cells as they are exposed to environmental factors (cytokines, fluid flow) that alter cell mechanical properties. The dielectophoretic cell mechanics device has potential to advance our knowledge of cell mechanics in complex biochemical and mechanical situations. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: Many diseases, including atherosclerosis and osteoarthritis, are related to altered cell mechanics. This project will create a unique device to test cell mechanics for a variety of situations. An improved understanding of cell mechanical properties, how they affect cell functions, and how they change in disease could help with diagnosis and treatment.
描述(由申请人提供):细胞力学在不同组织的健康和疾病中起着关键作用。然而,我们对细胞机械特性的理解,以及细胞如何感知和响应机械环境仍然不完整。存在多种技术来研究细胞力学,每种技术都有自己的优点和局限性。由于没有一种技术适用于所有细胞力学测定,因此扩展我们的细胞力学工具箱非常重要。在这个项目中,我们将开发一种介电电泳装置,用于对单个附着的细胞施加非接触压缩力。这项研究背后的假设是,负介电电泳可用于在没有物理接触的情况下向单细胞施加横向压缩力。我们将设计一个介电泳装置,用来捕捉细胞并对细胞施力。电场和力场将在二维和三维中建模,电极阵列将被设计为同时测试多个单独的细胞,该设备将使用微加工技术构建。然后,我们将通过捕获细胞,允许它们附着,并在有和没有完整微管的情况下测量细胞机械特性来证明设备的功效。这个项目的成功完成将产生一个独特的设备,以扩大我们目前的细胞力学工具箱。对单个附着的不对称细胞施加非接触压缩力的能力将提高我们对健康和疾病中细胞力学的理解。由于该装置与微流体系统耦合,因此可以进一步用于在单细胞暴露于改变细胞机械特性的环境因素(细胞因子、流体流动)时同时且动态地测试单细胞。介电电泳细胞力学装置有可能提高我们在复杂的生物化学和机械情况下的细胞力学知识。公共卫生相关性:许多疾病,包括动脉粥样硬化和骨关节炎,都与细胞力学的改变有关。该项目将创建一个独特的设备来测试各种情况下的细胞力学。更好地了解细胞的机械特性,它们如何影响细胞功能,以及它们在疾病中如何变化,可以帮助诊断和治疗。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An inverted dielectrophoretic device for analysis of attached single cell mechanics.
一种倒介电照射装置,用于分析附着的单细胞力学。
- DOI:10.1039/c5lc01297j
- 发表时间:2016-02-07
- 期刊:
- 影响因子:6.1
- 作者:Lownes Urbano R;Morss Clyne A
- 通讯作者:Morss Clyne A
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