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Cluster size distribution of cancer cells in blood using stopped-flow centrifugation along scale-matched gaps of a radially inclined rail

引用

Microsystems & Nanoengineering 2015年第1期1卷 97-105页

作者： Macdara Glynn Charles Nwankire Kate Lemass David J.Kinahan Jens Ducrée Biomedical Diagnostics Institute National Centre for Sensor ResearchSchool of Physical SciencesDublin City UniversityIreland

There is increasing evidence that,in addition to their presence,the propensity of circulating tumour cells to form multi-cellular clusters bears significant information about both cellular resistance to chemotherapy and overall *** present a novel two-stage,stopped-flow,continuous centrifugal sedimentation strategy to measure the size distributions of events(defined here as cells or clusters thereof)in a blood *** off-chip removal of red blood cells,healthy white blood cells are sequestered by *** purified events are then resolved along a radially inclined rail featuring a series of gaps with increasing width,each connected to a designated outer collection *** isolation of candidate events independent of targetspecific epitopes is successfully demonstrated for HL60(EpCAM positive)and sk-mel28(EpCAM negative)cells using identical protocols and *** propensity to form clusters was quantified for a number of cell lines,showing a negligible,moderate or elevated tendency towards cluster *** show that the occupancy distribution of the collection bins closely correlates with the range of cluster sizes intrinsic to the specific cell line.

关键词： centrifugal microfluidics lab-on-a-disc cancer diagnostics cellular clustering

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碟式微流控芯片的设计加工及应用

碟式微流控芯片的设计加工及应用

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作者：孟永康长春理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着人口老龄化的日益加深以及人们对身体健康和医疗卫生等方面的日益关注,即时检测(POCT,point-of-care-testing)技术得到了快速发展。微流控技术由于具有检测速度快,样品需求量小、容易集成化等特点,被广泛的应用于POCT技术。... 详细信息

近年来,随着人口老龄化的日益加深以及人们对身体健康和医疗卫生等方面的日益关注,即时检测(POCT,point-of-care-testing)技术得到了快速发展。微流控技术由于具有检测速度快,样品需求量小、容易集成化等特点,被广泛的应用于POCT技术。其中,碟式微流控芯片(lab-on-a-disc)由于只需要电机带动芯片即可完成液体的输送,无需外部驱动。相比传统的微流体检测系统,离心微流控系统由于其自身特点,制造成本低,小型化和自动化。离心微流体系统在核酸检测、环境检测、临床分析、即时诊断和食品安全等方面有着重大的意义。近年来随着离心微流控技术快速发展,很多成熟的离心微流控平台已经在市场上取得了巨大成功。本文基于这样的背景需求下搭建了一套自主设计的离心微流控光学检测平台,并设计一款用于尿视黄醇结合蛋白检测的碟式微流控芯片。本文搭建的用于生化检测的离心微流控系统,该系统包括42步进电机带动芯片的离心装置;用于吸光度检测的双光路补偿装置,采用光电二极管和放大模块组成;等温控制的温度装置以及用于实时观察芯片内液体流动的可视化装置。其中,除可视化装置使用相机自带软件进行控制之外,所有控制系统通过python和单片机进行控制,整个实验流程实现自动化完成,所有数据通过采集卡采集到上位机并进行保存。针对尿液自动化、快速检测的需求,结合微流控技术与生化分析技术,设计并制备了一种基于离心力驱动的碟式微流控尿液生化检测芯片。该芯片采用微流道与毛细阀、虹吸阀和铁蜡阀结合可实现微量样品和试剂有序输送、混合及检测等集成功能,通过COMSOL对芯片上毛细阀和虹吸阀结构进行仿真分析,优化转速。围绕微流控芯片,研制一套小型化、全自动尿液生化检测系统,通过双光路设计和双波长检测方法减低光源波动和背景干扰对检测结果的影响,并在该系统上进行尿视黄醇结合蛋白(Retinol Binding Protein,RBP)重复性和校准分析。结果显示,该系统的精密度变异系数(Coefficient of Variation,CV)在1.3%～2.46%,说明系统具有较好的重复性。校准曲线表明浓度和吸光度值有良好的线性相关性(R=0.995)。芯片上四个相同单元结构可完成多样本或多指标的并行检测,有望应用于尿液蛋白的快速检测。在上述工作的基础上,希望之后的工作能够在搭建的离心微流体平台的基础上,搭建一套POCT仪器,真正的实现样品进结果出的全自动化检测,为生物医学检测做出贡献。

关键词：离心微流体系统光电检测 RBP lab-on-a-disc COMSOL POCT

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