Borstkankercellen vertonen verschillende diëlektrische eigenschappen in vergelijking met niet-tumor borstepitheelcellen. Er is verondersteld dat, op basis van dit verschil in diëlektrische eigenschappen, de twee populaties kunnen worden gescheiden voor immunotherapiedoeleinden. Om dit te ondersteunen, modelleren we een microfluïdisch apparaat om MCF-7- en MCF-10A-cellen te sorteren.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Microfluïdisch apparaat voor de scheiding van niet-gemetastaseerde (MCF-7) en niet-tumor (MCF-10A) borstkankercellen met behulp van AC-dielectroforese
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Dielectroforetische apparaten zijn in staat om kankercellen op een labelvrije, kosteneffectieve, robuuste en nauwkeurige manier te detecteren en te manipuleren met behulp van het principe van polarisatie van de kankercellen in het monstervolume door een extern elektrisch veld toe te passen. Dit artikel laat zien hoe een microfluïdisch platform kan worden gebruikt voor continue sortering met hoge doorvoer van niet-gemetastaseerde borstkankercellen (MCF-7) en niet-tumor borstepitheelcellen (MCF-10A) met behulp van hydrodynamische dielectroforese (HDEP) uit het celmengsel. Door een elektrisch veld te genereren tussen twee elektroden die naast elkaar zijn geplaatst met een microngrote opening ertussen in een HDEP-microfluïdische chip, kunnen niet-tumor borstepitheelcellen (MCF-10A) worden weggeduwd, met negatieve DEP in het hoofdkanaal, terwijl de niet-gemetastaseerde borstkankercellen hun loop onaangetast volgen wanneer ze in celmedium worden gesuspendeerd vanwege de geleidbaarheid hoger dan de membraangeleiding. Om dit concept te demonstreren, werden simulaties uitgevoerd voor verschillende waarden van gemiddelde geleidbaarheid en werd het sorteren van cellen bestudeerd. Er werd een parametrisch onderzoek uitgevoerd en een geschikte geleidbaarheid van het celmengsel bleek 0,4 S/m te zijn. Door de gemiddelde geleidbaarheid vast te houden, werd een adequate AC-frequentie van 0,8 MHz vastgesteld, wat een maximale sorteerefficiëntie oplevert, door de elektrische veldfrequentie te variëren. Met behulp van de gedemonstreerde methode kan na het kiezen van de juiste celmengselsuspensiemediumgeleiding en frequentie van de toegepaste AC maximale sorteerefficiëntie worden bereikt.
Inleiding
Een kwaadaardige tumor die zich in en rond het borstweefsel ontwikkelt, is wereldwijd een frequente oorzaak van borstkanker bij vrouwen, waardoor een kritiek gezondheidsprobleemontstaat 1. Borsttumoren vóór metastase kunnen worden behandeld door middel van een operatie als ze in een vroeg stadium worden gedetecteerd, maar als ze worden genegeerd, kunnen ze ernstige gevolgen hebben voor het leven van de patiënt door zich te verspreiden naar hun longen, hersenen en botten. De behandelingen die in latere stadia worden aangeboden, zoals bestraling en op chemicaliën gebaseerde therapieën, hebben ernstige bijwerkingen2. Recent....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
OPMERKING: Het protocol hier maakt gebruik van COMSOL, een multifysische simulatiesoftware, om de gecontroleerde sortering van niet-gemetastaseerde borstkankercellen (MCF-7) en niet-tumor borstepitheelcellen (MCF-10A) te simuleren met behulp van AC-dielectroforese.
1. Chipontwerp en parameterselectie
- Open multiphysics software en selecteer Blank Model. Klik met de rechtermuisknop op de globale definities en selecteer Parameters. Importeer de parameters in tabel 1 in globale definities als een tekstbestand of voer de waarden afzonderlijk in. ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Onderzoek naar de optimale operationele parameters voor effectieve DEP-gebaseerde sortering van niet-gemetastaseerde borstkanker (MCF-7) en niet-tumor borstepitheel (MCF-10A) cellen
Om een succesvolle scheiding van niet-gemetastaseerde borstkanker (MCF-7) en niet-tumor borstepitheelcellen (MCF-10A) met divergente diëlektrische eigenschappen te bereiken bij het ondergaan van dielectroforese, moeten hun K-factoren worden onderscheiden door de toegepaste frequentie vastte houden 37,38
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Microfluïdische apparaten zijn eerder gemeld voor celkweek, vangen en sorteren 47,52,53. De fabricage van deze apparaten in de cleanroom is een duur proces en het is noodzakelijk om de output en efficiëntie van een voorgesteld microfluïdisch apparaat te kwantificeren door middel van CFD-simulaties. Deze studie presenteert het ontwerp en de simulaties van een AC-dielectroforetisch microfluïdisch apparaat voor de continue scheidin.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren geen potentiële belangenconflicten.
Dankbetuigingen
Deze studie werd ondersteund door de Higher Education Commission van Pakistan.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| COMSOL | COMSOL | multifysische simulatiesoftware |
Referenties
- Liang, L., et al. Microfluidic-based cancer cell separation using active and passive mechanisms. Microfluidics and Nanofluidics. 24 (4), 26(2020).
- Damiati, S., Kompella, U. B., Damiati, S. A., Kodzius, R. Microfluidic devices for drug delivery systems and....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
