利用电场与热场相互作用在芯片上浓缩与图案化生物细胞
生物物理
2019-05-16 v2
摘要
我们展示了一种在芯片上浓缩和图案化生物细胞的方法，该方法利用电场与热场的汇合，无需使用任何外部加热或照明源。该技术仅采用两个平行板电极以及底电极上的绝缘层，并在绝缘层上钻孔以诱导热场的局部变化。在此过程中，强感应电场穿过窄孔并产生高度不均匀的加热，进而引起电学性质梯度并诱导移动电荷以产生定向流体流动。由依赖于温度的电学性质变化所产生的次级电动作用力引发的环形涡旋，将悬浮细胞输运至芯片的热点位置，从而在预设条件下快速浓缩并图案化为不同形状的聚集体，且不超过安全温度限值，因而不会损伤热不稳定生物样品。我们针对两种不同生物实体（即大肠杆菌和酵母细胞）表征了细胞捕获过程的效能。这些结果对于开发用于药物发现、抗生素耐药性评估和医学诊断的新型生物医学微器件可能具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1905.02630,
title = {On-Chip Concentration and Patterning of Biological Cells Using Interplay of Electrical and Thermal Fields},
author = {Golak Kunti and Tarun Agarwal and Anandaroop Bhattacharya and Tapas Kumar Maiti and Suman Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.02630},
year = {2019}
}