An electroactive microfluidic platform integrated with AM-pDEP focusing and side-counter design for selective cell sorting and single-cell quantification
Notice bibliographique
Résumé
Rapid isolation and precise quantification of target cancer cells are crucial for precision medicine applications. Conventional fluorescence-based methods require bulky optical instrumentation and specialized expertise. Recent advances in label-free microfluidic techniques have attempted to overcome these limitations but often suffer from reduced reliability and throughput when integrating multiple functions. Here, we demonstrate an electroactive microfluidic platform that integrates functions of selective concentration, particle focusing, and single-cell level quantification without introducing additional complex physical microstructures. Our device employs the dielectrophoresis (DEP) effect combined with an interdigitated cell sorter to achieve selective cell concentration. For quantification and characterization, the device leverages the impedimetric Coulter principle to achieve precise particle counting and characterization at single-cell resolution. To address the inherent tradeoff between sensitivity and throughput in the traditional Coulter counter, we utilize the tilted interdigitated electrode configuration excited by an amplitude-modulated (AM) Positive DEP (pDEP) signal instead of the commonly employed narrow channel or sheath flow to realize the effective focusing and alignment of the cell stream. The focusing module is combined with our side-counter design to detect cells. The performance of our device and its embedded modules has been verified with mixed breast cancer and blood model cell lines, where high consistency between optical and electrical detection has been demonstrated. We expect the integration of the proposed AM-pDEP focusing approach and the corresponding microfluidic design for cell sorter and on-chip flow cytometry would offer an alternative engineering solution to the stream-based on-chip single-cell analysis where reliable cell focusing and single-cell sensing are required. • The proposed dielectrophoretic microfluidic platform integrates cell concentration, focusing, and single-cell quantification in one device without introducing extra complex physical structures. • Precise quantification at the single-cell level is achieved through the combination of the side-counter design and the amplitude-modulated (AM)-DEP focusing proposed in this work, overcoming the traditional sensitivity versus throughput tradeoff. • High consistency is demonstrated between the electrical and optical validation, making it a cost-effective, label-free, pure electrical alternative to optical methods.
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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)
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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 ».