Electrical detection and actuation of single biological cells with application to deformability cytometry for markerless diagnostics
Notice bibliographique
Résumé
An all-electrical system is developed to actuate and detect single biological cells in a microfluidic channel for diagnostic applications. Interdigitated electrodes fabricated on the channel floor transfer a high frequency signal for capacitance detection and a low frequency signal for dielectrophoretic actuation. In the fluid-filled channel, a pressure-driven flow propels single biological cells, which induce time-dependent capacitance signatures as they pass over the electrodes. With a sub-attofarad (~0.15 aF RMS, 53 Hz bandwidth) capacitance resolution, this system detects biological cells (e.g., 1 yeast cell ~ 50 aF) and their deflections (1 micrometer ~ 5 aF) from exerted dielectrophoretic forces (> 5 pN). Electrical detection of cell actuation by strong DEP forces provides an avenue for both inducing and monitoring the deformation of viscoelastic cells. A strong and repulsive dielectrophoretic force can be used to press a biological cell into a channel wall. When this occurs, the mechanical properties of the cell can be investigated by capacitively monitoring the cell-to-wall interaction. The nature of the resulting interaction is shown to depend on the mechanical properties of the cell (surface morphology and viscoelastic properties). Various mammalian cell types such as Chinese Hamster Ovary (CHO) cells, mouse fibroblasts, human blood cells, human breast cells and their tumorogenic phenotypes are investigated using this system. Between these populations, the effective Young's modulus varies widely from 20 Pa (neutrophils) to 1-2 GPa (polystyrene microspheres). The viability and phenotype of a biological cell are known to reflect its mechanical and electrical properties. Consequently, this work investigates whether dielectrophoretically induced cell deformations are correlated with corresponding variations in capacitance, which could be used for discriminating cell phenotypes in the future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».