Simultaneous high-throughput particle-bacteria separation and solution exchange via in-plane and out-of-plane parallelization of microfluidic centrifuges
Notice bibliographique
Résumé
Inertial microfluidic devices have gained attention for point-of-need (PoN) sample preparation. Yet, devices capable of simultaneous particle-bacteria solution exchange and separation are low in throughput, hindering their applicability to PoN settings. This paper introduces a microfluidic centrifuge for high-throughput solution exchange and separation of microparticles, addressing the need for processing large sample volumes at elevated flow rates. The device integrates Dean flow recirculation and inertial focusing of microparticles within 24 curved microchannels assembled in a three-layer configuration via in-plane and out-of-plane parallelization. We studied solution exchange and particle migration using singleplex and duplex samples across devices with varying curve numbers (2-curve, 8-curve, and 24-curve). Processing 5 and 10 μm microparticles at flow rates up to 16.8 ml/min achieved a solution exchange efficiency of 96.69%. In singleplex solutions, 10 and 5 μm particles selectively migrated to inner and outer outlets, demonstrating separation efficiencies of 99.7% and 90.3%, respectively. With duplex samples, sample purity was measured to be 93.4% and 98.6% for 10 and 5 μm particles collected from the inner and the outer outlets, respectively. Application of our device in biological assays was shown by performing duplex experiments where 10 μm particles were isolated from Salmonella bacterial suspension with purity of 97.8% while increasing the state-of-the-art particle solution exchange and separation throughput by 16 folds. This parallelization enabled desirable combinations of high throughput, low-cost, and scalability, without compromising efficiency and purity, paving the way for sample preparation at the PoN 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 ».