A microwave interferometric system for simultaneous actuation and detection of single biological cells
Notice bibliographique
Résumé
In biomedical applications ranging from the study of pathogen invasion to drug efficacy assays, there is a growing need to develop minimally invasive techniques for single-cell analysis. This has inspired researchers to develop optical, electrical, microelectromechanical and microfluidic devices for exploring phenomena at the single-cell level. In this work, we demonstrate an electrical approach for single-cell analysis wherein a 1.6 GHz microwave interferometer detects the capacitance changes (DeltaC) produced by single cells flowing past a coplanar interdigitated electrode pair. The experimental and simulated capacitance changes generated by yeast cells are in close agreement. By using the capacitance changes of uniform polystyrene spheres (diameter = 5.7 microm) for calibration purposes, we demonstrate a 0.65 aF sensitivity in a 10 ms response time. Using an RC circuit, a low frequency sinusoidal potential is simultaneously superimposed on the electrode pair to generate a dielectrophoretic force that translates cells. Specifically, when yeast cells suspended in a solution of 90 ppm NaCl in deionized water are exposed to 10 kHz and 3 MHz potentials (ranging from 1-3 V(pp)), they experience negative and positive dielectrophoresis, respectively. The corresponding changes in cell elevation above the interdigitated electrodes are detected using the asymmetry of the capacitance signature produced by the cell. Cell elevation changes can be detected in less than 80 ms. The minimum detectable change in elevation is estimated to be 0.22 microm. This approach will have applications in rapid single-cell dielectrophoretic analysis, and may also prove useful in conjunction with impedance spectroscopy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».