Schematisk design av den elektriska avkänningsregionen i den mikrofluidiska impedanscytometrianordningen. Den laterala positionen för enskilda partiklar eller celler som strömmar genom de N-formade elektroderna kan beräknas från den elektriska signalen och geometriförhållandet mellan positionerna för de strömmande partiklarna, elektroder och mikrokanaler. Kredit:SUTD
Spårning av sidopositionen för enskilda celler och partiklar spelar en viktig roll för att utvärdera effektiviteten av mikrofluidisk cellfokusering, separering och sortering. Traditionellt, prestandan för separation och sortering av mikrofluidceller utvärderas antingen genom att analysera inmatade och insamlade utdataprover som kräver flera steg av analys utanför kretsen eller användning av dyr utrustning (t.ex. flödescytometri), eller genom att detektera cellers sidopositioner med hjälp av en dyr höghastighetsbilduppsättning med invecklade bildbehandlingsalgoritmer eller mödosam manuell analys. Därav, det finns ett stort behov av att utveckla ett enkelt tillvägagångssätt för sidolägesmätning av strömmande partiklar.
I den här studien, ett forskargrupp vid Singapore University of Technology and Design (SUTD) under ledning av docent Dr Ye Ai har utvecklat en mikrofluidisk impedansflödescytometri för lateral positionsmätning av enstaka celler och partiklar med en ny N-formad elektroddesign.
En differentialström insamlad från N-formade elektroder kodar banan för flödande enstaka partiklar. Ett enkelt analytiskt uttryck härleds för mätning av partikelns sidoposition baserat på förhållandet mellan den genererande elektriska strömmen och positionerna för de strömmande partiklarna, elektroder och mikrokanaler, eliminerar användningen av dyra höghastighetskameror och beräkningsintensiv bildbehandling eller mödosam manuell analys.
Huvudutredare, Dr Ai sa:"Jämfört med tidigare rapporterade impedansbaserade mikrofluidikanordningar för att mäta partikelns sidoposition, vi har uppnått den högsta mätupplösningen, högsta flödeshastighet och minsta uppmätta partikelstorlek (3,6 μm pärlor). Dessutom, denna metod är mer okomplicerad eftersom partikelns sidoposition kan beräknas direkt från ett enkelt analytiskt uttryck snarare än att använda index, såsom transittid och höjd på signaltoppen eller att använda linjär mappning med kalibreringskoefficienter för att transformera indexet (dvs. den relativa skillnaden mellan signalens toppstorlek) till de elektriska uppskattningarna av sidopositionen."
