DEP ist eine leistungsfähige Technik zur Bestimmung von dielektrischen Eigenschaften von Partikeln und Partikelbewegung in Richtung Regie Sortierung, Trennung oder Anreicherung Anwendungen. Wegen der nachteiligen Wirkung der direkten Elektrodenkontakt mit einer Probe, andere ähnlich dem zuvor dargestellten Verfahren, um den Kontakt zu vermeiden Ansätze gemacht. Zum Beispiel Bashir et al. Durch die Verwendung eines mikrofluidischen PDMS-Gerät aus der Leiterplattenelektroden mit einer dünnen Deckglas getrennt entwickelt berührungsfreie DEP-Geräte, und diese Technik wird auch in Video-Format gemacht. 23,36
Hier haben wir die Herstellung einer Chip cDEP und fluidischen Elektroden unter Verwendung einer einzigen PDMS-Substrat und die Versuchsprotokoll zum Trennen Eierstockkrebszellen aus einer Mischung von Zellen und fluoreszierenden Beads gezeigt. Das vorgestellte Verfahren wurde erfolgreich für eine Vielzahl von komplexeren und physiologisch relevante Anwendungen, einschließlich Sortierung liv verwendete und toten Zellen, 28 tumorauslösende Zellen von Prostata-Krebszellen, 30 Krebszellen aus verdünnten roten Blutkörperchen, 31,32 und Differenzierung unter den Stadien von Brustkrebs 37 und Eierstockkrebs. cDEP 29 ist auch für Mischpartikel verwendet. Diese 38 Anwendungen zeigen, dass durch die Verwendung der einfachen Technik dargestellt, unterschiedliche Zwecke kann einfach durch Veränderung der Gestaltung der Kanalgeometrie erreicht werden.
. DEP ist nützlich im Mikro zur Manipulation von Teilchen 13 Für kugelförmige Teilchen hängt die Translations dielektrophoretische Kraft auf die Größe und elektrischen Eigenschaften der Partikel und ihrer Suspensionsmedium sowie der Gradient des elektrischen Feldes im Quadrat:

wobei ε m die Dielektrizitätskonstante des Suspensionsmediums ist, r der Radiusdes Teilchens, und Rc [k (ω)] ist der Realteil des Clausius-Mossotti (CM)-Faktor. Die CM-Faktor ist ein Maß für die relative Polarisierbarkeit des Teilchens gegenüber dem Suspensionsmedium und bestimmt die Richtung der dielektrophoretischen Kraft. Es wird, wie beschrieben,

wo
und
die komplexen Permittivitäten des Teilchens und des Mediums sind. Die komplexe Dielektrizitätskonstante,
, Hängt Leitfähigkeit (σ) und der Frequenz (ω). Die CM-Faktor von sphärischen Teilchen theoretisch zwischen -0.5 und 1 gebunden. Wenn der CM-Faktor negativ, erfahren die Teilchen nDEP, weil das Medium mehr als die Partikel polarisierbaren, also Teilchen bewegen sich weg von Regionenhohe elektrische Feld Steigungen. Wenn der CM-Faktor positiv ist, sind die Teilchen mehr als polarisierbare Medium und sie pDEP, in dem sie zu Regionen mit hoher elektrischer Feldgradienten bewegen zu erleben.
Für biologische Partikel, die in nicht-homogenen Struktur sind, wie Zellen, kann das Clausius-Mossotti Faktor von einer effektiven Wert für die Partikel Permittivität bestimmt werden:

wo
und
sind die komplexe Dielektrizitätskonstante der effektiven komplexen Permittivität des Inneren der Zelle, wie z. B. im Zytoplasma, und der Plasmamembran sind;. r der Radius der Zelle ist, und d die Dicke der Plasmamembran 26
Wenn DEP tritt mit Partikeln in eine abgehängteFlüssigkeit, die Bewegung der Partikel relativ zu der Flüssigkeit eine Widerstandskraft auf die Partikel zu erzeugen. Diese Widerstandskraft muss bei der Bestimmung der Gesamtkraft auf die Teilchen wirken werden. Für die Situationen, die hier von Interesse, viskose Kräfte dominieren und Partikel davon ausgegangen, kugelförmig, klein, und bewegt sich mit relativ geringer Geschwindigkeit, so Stokes 'drag Gesetz sieht eine gute Näherung für die Widerstandskraft:

wobei η die Viskosität der Flüssigkeit ist, u p die Geschwindigkeit des Teilchens und u f die Geschwindigkeit des Fluids, das auch bewegen kann. Angesichts der Dielektrophoresekraft, bekannt Fluid-und Partikeleigenschaften, und eine bekannte Strömungsgeschwindigkeit kann die Balance zwischen der Widerstandskraft und dem Dielektrophoresekraft gelöst werden, um die Partikelgeschwindigkeit zu schätzen. Die Scherrate, die die Zellen Erfahrung sollte unter der Schwelle liegen, bei der cell Lyse auftreten können.
Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von Teilchen notwendig ist, vorherzusagen und zu steuern, wie sie unter DEP reagieren sie. In dieser Arbeit, die wir speziell niedrige Frequenz genutzt cDEP mit MOSE-L-Zellen, um das Protokoll für die Bestimmung ersten Crossover-Frequenz von Zellen zu demonstrieren, und dann zeigte kontinuierliche Sortierung von Polystyrol-Kügelchen und MOSE-L-Zellen auf der Basis ihrer gegenüberliegenden DEP Antworten.
Veränderung der Geometrie der cDEP Gerät die räumlichen Gradienten des elektrischen Feldes für die hohe Selektivität und Effizienz von Sortier für einen bestimmten Zelltyp zu ändern, so dass Vorrichtungen zur Hochfrequenz-oder Niederfrequenzbetrieb ausgelegt werden kann, und. Zusätzlich können Hochdurchsatz-Geräten durch Herstellen breitere Kanäle entwickelt werden 30 Kanäle parallel, 30 oder durch Mehrschichtherstellungs 35, bei der die Elektrodenkanäle vertikal oberhalb und unterhalb eines relativ tiefen gestapeltenProbenkanal. Dünne Membranen bilden die Barriere zwischen den Schichten. Vorläufige Tests mit Geräten in Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polycarbonat hergestellt (PC)-Dünnfilme haben DEP Antwort von MOSE-L-Zellen demonstriert. Die derzeitigen Bemühungen sind im Gange, um Mehrschicht-Hochdurchsatz-Geräte zu verfeinern und die Peripheriesystems in Richtung einer möglichen Plug-and-Play-Plattform zu verbessern. Um aus der Grund experimentelle Technik vorgestellt erweitern, können die Anwendungen und Daten des Gerätes zugeschnitten auf besondere Anforderungen, wie z. B. Sortieren gegen Charakterisierung, oder das Hinzufügen von Probenbehältern und einem halbautomatisches System an das Gerät angepasst werden.