Name: Author Spotlight: Studying Biomechanics of Circulating Cells by Modulating Their Electrodeformation Behavior
Uploaded: 2023-10-13T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Studying Biomechanics of Circulating Cells by Modulating Their Electrodeformation Behavior at JoVE.com

Denne forskning er finansieret af NSF / CMMI Mechanobiology of Hemoglobin-Based Artificial Oxygen Carriers (# 1941655) og NSF / CMMI Dynamic and Fatigue Analysis of Healthy and Diseased Red Blood Cells (# 1635312).

Deidentificeret humant fuldblod blev opnået kommercielt. Arbejdet med blodprøverne blev udført i et laboratorium for biosikkerhedsniveau 2 ved hjælp af protokoller godkendt af Institutional Biosafety Committee ved Florida Atlantic University.
1. Forberedelse af mikrofluidisk enhed
<ol><li>Tape SU-8 master siliciumskiven ned til det mikrofluidiske kanaldesign på indersiden af en plastik 14 cm petriskål og rengør den med N2 gas.</li>
	<li>60 g polydimethylsil...

Mechanical Fatigue Testing of RBCs by Amplitude-Modulated Electrodeformation

<ol>
	<li>Kim, Y., Kim, K., Park, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+techniques+for+red+blood+cell+deformability:+recent+advances.">Measurement techniques for red blood cell deformability: recent advances.</a> Blood Cell&#8212;An Overview of Studies in Hematology. 10, 167-194 (2012).</li><li>Safeukui, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+sensing+and+sequestration+of+spherocytic+erythrocytes+by+the+human+spleen.">Quantitative assessment of sensing and sequestration of spherocytic erythrocytes by the human spleen.</a> Blood, The Journal of the American Society of Hematology. 120 (2), 424-430 (2012).</li><li>Naghedi-Baghdar, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+diet+on+blood+viscosity+in+healthy+humans:+a+systematic+review.">Effect of diet on blood viscosity in healthy humans: a systematic review.</a> Electronic physician. 10 (3), 6563 (2018).</li><li>Franco, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+red+cell+lifespan+and+aging.">Measurement of red cell lifespan and aging.</a> Transfusion Medicine and Hemotherapy. 39 (5), 302-307 (2012).</li><li>Matthews, K., Lamoureux, E. S., Myrand-Lapierre, M. -. E., Duffy, S. P., Ma, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technologies+for+measuring+red+blood+cell+deformability.">Technologies for measuring red blood cell deformability.</a> Lab on a Chip. 22, 1254-1274 (2022).</li><li>Kim, J., Lee, H., Shin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+the+measurement+of+red+blood+cell+deformability:+A+brief+review.">Advances in the measurement of red blood cell deformability: A brief review.</a> Journal of Cellular Biotechnology. 1 (1), 63-79 (2015).</li><li>Varga, A., Matrai, A. A., Barath, B., Deak, A., Horvath, L., Nemeth, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interspecies+diversity+of+osmotic+gradient+deformability+of+red+blood+cells+in+human+and+seven+vertebrate+animal+species.">Interspecies diversity of osmotic gradient deformability of red blood cells in human and seven vertebrate animal species.</a> Cells. 11 (8), 1351 (2022).</li><li>Doh, I., Lee, W. C., Cho, Y. -. H., Pisano, A. P., Kuypers, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+measurement+of+individual+cells+in+large+populations+using+a+single-cell+microchamber+array+chip.">Deformation measurement of individual cells in large populations using a single-cell microchamber array chip.</a> Applied Physics Letters. 100 (17), 173702 (2012).</li><li>Al Safi, A., Bazuin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+digital+transmitters+with+amplitude+shift+keying+and+quadrature+amplitude+modulators+implementation+examples.">Toward digital transmitters with amplitude shift keying and quadrature amplitude modulators implementation examples.</a> , 1-7 (2017).</li><li>Zhang, J., Chen, K., Fan, Z. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cell+isolation+and+analysis.">Circulating tumor cell isolation and analysis.</a> Advances in Clinical Chemistry. 75, 1-31 (2016).</li><li>Cottet, J., Fabregue, O., Berger, C., Buret, F., Renaud, P., Fr&#233;n&#233;a-Robin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MyDEP:+a+new+computational+tool+for+dielectric+modeling+of+particles+and+cells.">MyDEP: a new computational tool for dielectric modeling of particles and cells.</a> Biophysical Journal. 116 (1), 12-18 (2019).</li><li>Haywood, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpreting+the+full+blood+count.">Interpreting the full blood count.</a> InnovAiT. 15 (3), 131-137 (2022).</li><li>Qiang, Y., Liu, J., Dao, M., Suresh, S., Du, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+fatigue+of+human+red+blood+cells.">Mechanical fatigue of human red blood cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (40), 19828-19834 (2019).</li><li>Gharaibeh, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+a+slowly+adhering+cell+fraction+containing+stem+cells+from+murine+skeletal+muscle+by+the+preplate+technique.">Isolation of a slowly adhering cell fraction containing stem cells from murine skeletal muscle by the preplate technique.</a> Nature Protocols. 3 (9), 1501-1509 (2008).</li><li>Qiang, Y., Liu, J., Dao, M., Du, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+assay+for+single-cell+characterization+of+impaired+deformability+in+red+blood+cells+under+recurrent+episodes+of+hypoxia.">In vitro assay for single-cell characterization of impaired deformability in red blood cells under recurrent episodes of hypoxia.</a> Lab on a Chip. 21 (18), 3458-3470 (2021).</li></ol>

ASK OOK-modulationen af en DEP-kraftinducerende sinusbølge kan bruges til at teste den mekaniske træthed af RBC'er over en lang periode. I denne protokol begrænsede vi in vitro-træthedstesten til 1 time for at forhindre de potentielle negative metaboliske virkninger på celledeformerbarheden. Omfattende udmattelsestestbetingelser kan programmeres ved hjælp af ASK-moduleret elektrodeformationsteknik. Parametre som belastningsfrekvens, amplitude og belastningshastighed kan alle programmeres. Belastningsfrekvensen kan ...

Røde blodlegemer (RBC'er) er de mest deformerbare celler i menneskekroppen1. Deres deformerbarhed er direkte relateret til deres iltbærende funktionalitet. Reduceret deformerbarhed i RBC'er har vist sig at korrelere med patogenesen af flere RBC-lidelser2. Deformerbarhedsmålinger har ført os til en bedre forståelse af RBC-relaterede sygdomme3. Den normale levetid for RBC'er kan variere fra 70 til 140 dag4. Derfor er det vigtigt at måle, hvordan deres deformerbarhed falder sammen med aldringsprocessen, f.eks. deres træthedsadfærd på grund af cykliske forskydningsspændinger3.
Måling af RBC-deformerbarhed ved høj gennemstrømning er udfordrende på grund af piconewtonskalakræfterne (~ 10-12 N), der påføres de enkelte celler. I løbet af det sidste årti er der udviklet mange teknologier til måling af celledeformerbarhed5. Deformationsmålinger af RBC'er på enkeltcelleniveau kan udføres ved pipetteaspiration og optisk pincet, mens bulkanalyser udføres ved osmotisk gradientektacytometri. Ektacytometrianalyser giver en overflod af data, som giver mulighed for at diagnosticere blodsygdomme 6,7. Deformerbarheden af RBC'er kan også analyseres ved anvendelse af den viskoelastiske teori ved kolloid sonde atomkraftmikroskopi. I denne metode anvendes beregningsanalyse til at estimere det elastiske modul af RBC'er under hensyntagen til både tidsafhængige og steady-state-reaktioner. Deformerbarheden af individuelle RBC'er kan måles ved hjælp af enkeltcelle mikrokammerarray-metoden. Denne metode analyserer hver celle gennem membranen og cytosoliske fluorescerende markører for at give information om RBC-deformerbarhed og fordelingen af cellulære egenskaber i komplekse RBC-populationer for at detektere hæmatologiske lidelser8.
Træthed er en nøglefaktor i nedbrydningen af egenskaber af konstruerede materialer og biomaterialer. Udmattelsestest muliggør en kvantitativ analyse af integriteten og levetiden af en struktur, der udsættes for cyklisk belastning. Analyse af træthed i biologiske celler har længe været hæmmet af manglen på en generel, let anvendelig, høj gennemstrømning og kvantitativ metode til implementering af cyklisk deformation i cellemembraner. Dette er muligt ved anvendelse af elektrisk signalmodulation og elektrodeformationsteknikker implementeret i en mikrofluidisk indstilling. ASK-teknikken (amplitude shift keying) som en digital modulation anvendes via OOK-modulation (On-Off keying) i denne artikel. Begrebet keying refererer til transmission af digitale signaler over kanalen, hvilket kræver et sinusbølgebærersignal for at fungere9. ON- og OFF-tiderne kan indstilles ens. Under ON-keying går RBC'er ind i en deformeret tilstand, mens de udsættes for en ekstern elektrodeformationskraft (Fdep)10 skabt af det uensartede elektriske felt. Under OFF-keying er RBC'er i deres afslappede tilstand. Vi observerer træthed af RBC'er, nemlig en progressiv nedbrydning i deres evne til at strække sig med stigende belastningscyklusser. Det træthedsinducerede deformerbarhedstab i RBC'er kan give indsigt i den akkumulerede membranskade under blodcirkulationen, så vi yderligere kan undersøge forbindelserne mellem celletræthed og sygdomstilstande.
Her leverer vi trinvise procedurer for, hvordan træthedstest af RBC'er implementeres i en mikrofluidisk enhed via ASK-moduleret elektrodeformation og systemindstillingerne såsom mikrofluidisk enhed, mekanisk belastning og mikroskopisk forestilling til karakterisering af den gradvise nedbrydning i mekanisk deformerbarhed af RBC'er.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Balance Scale</td>
			<td>ViBRA</td>
			<td>HT-224R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bandpass filter</td>
			<td>BRIGHTLINE</td>
			<td>414/46 BrightLine HC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD&#160;Disposable Syringes with Luer-Lok&#8482; Tips, 1 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-823-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopsy Punches with Plunger System, 1.5 mm</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-460-403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopsy Punches with Plunger System, 3 mm</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-460-407</td>
			<td>1.5 mm and 3 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt needle, 23-gauge</td>
			<td>BSTEAN</td>
			<td>X001308N97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovin Serum Albumin</td>
			<td>RMBIO</td>
			<td>BSA-BSH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>SCILOGEX</td>
			<td>911015119999</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical Tube, 50 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-539-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrose</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MDX01455</td>
			<td>MilliporeSigma&#8482;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EC Low Conductivity meter</td>
			<td>ecoTestr</td>
			<td>358/03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf&#160; &#160;Snap-Cap MicrocentrifugeTubes</td>
			<td>www.eppendorf.com</td>
			<td>05-402-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Graph plotting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function Generator</td>
			<td>SIGLENT</td>
			<td>SDG830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass/ITO Electrode Substrate</td>
			<td>OSSILA</td>
			<td>S161</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>https://imagej.nih.gov/ij/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>IX81 - SN9E07015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Oven</td>
			<td>QUINCY LAB (QL)</td>
			<td>MODEL 30GCE</td>
			<td>Digital Model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td>Graph plotting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Osmometer - Model 3300</td>
			<td>Advanced Instruments Inc.</td>
			<td>S/N: 03050397P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm Laboratory Wrapping Film</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-374-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>FALCON</td>
			<td>SKU=351006</td>
			<td>ICSI/Biopsydish 50*9 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>LONZA</td>
			<td>04-479Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Cleaner</td>
			<td>Harrick plasma PDCOOL</td>
			<td>NC0301989</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks</td>
			<td>Dassault Systemes</td>
			<td></td>
			<td>CAD software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-188-2419</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Desiccator</td>
			<td>SPBEL-ART</td>
			<td>F42400-2121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wooden spatula</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC0304136</td>
			<td>Tongue Depressors Wood NS 6&#34;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

amplitude-modulated electrodeformation to evaluate mechanical fatigue of biological cells

Røde blodlegemer (RBC'er) er kendt for deres bemærkelsesværdige deformerbarhed. De gennemgår gentagne gange betydelig deformation, når de passerer gennem mikrocirkulationen. Reduceret deformerbarhed ses i fysiologisk ældede RBC'er. Eksisterende teknikker til måling af celledeformerbarhed kan ikke let bruges til måling af træthed, den gradvise nedbrydning i cellemembraner forårsaget af cykliske belastninger. Vi præsenterer en protokol til evaluering af mekanisk nedbrydning i RBC'er fra cykliske forskydningsspændinger ved hjælp af amplitude shift keying (ASK) modulationsbaseret elektrodeformation i en mikrofluidisk kanal. Kort fortalt er de interdigiterede elektroder i den mikrofluidiske kanal spændt med en lavspændingsvekselstrøm ved radiofrekvenser ved hjælp af en signalgenerator. RBC'er i suspension reagerer på det elektriske felt og udviser positiv dielektroforese (DEP), som bevæger celler til elektrodekanterne. Celler strækkes derefter på grund af de elektriske kræfter, der udøves på de to cellehalvdele, hvilket resulterer i uniaxial strækning, kendt som elektrodeformation. Niveauet af forskydningsspænding og den resulterende deformation kan let justeres ved at ændre excitationsbølgens amplitude. Dette muliggør kvantificeringer af ikke-lineær deformerbarhed af RBC'er som reaktion på små og store deformationer ved høj gennemstrømning. Ændring af excitationsbølgen med ASK-strategien inducerer cyklisk elektrodeformation med programmerbare belastningshastigheder og frekvenser. Dette giver en bekvem måde til karakterisering af RBC træthed. Vores ASK-modulerede elektrodeformationsmetode muliggør for første gang en direkte måling af RBC-træthed fra cykliske belastninger. Det kan bruges som et værktøj til generel biomekanisk testning, til analyser af celledeformerbarhed og træthed i andre celletyper og syge tilstande og kan også kombineres med strategier til at kontrollere cellernes mikromiljø, såsom iltspænding og biologiske og kemiske signaler.

Red blood cells (RBCs) are the most deformable cells in the human body1. Their deformability is directly related to their oxygen-carrying functionality. Reduced deformability in RBCs has been found to correlate with the pathogenesis of several RBC disorders2. Deformability measurements have led us to a better understanding of RBC-related diseases3. The normal lifespan of RBCs can vary from 70 to 140 day4. Therefore, it is important to measure how their deformability decreases along with the aging process, e.g., their fatigue behavior due to cyclic shear stresses3.
Measuring RBC deformability at high throughput is challenging because of the piconewton scale forces (~10-12 N) that are applied to the individual cells. Over the past decade, many technologies have been developed to measure cell deformability5. Deformation measurements of RBCs at the single-cell level can be performed by pipette aspiration and optical tweezers, while bulk analyses are done by osmotic gradient ektacytometry. Ektacytometry analyses provide an abundance of data, which provides an opportunity to diagnose blood disorders6,7. The deformability of RBCs can also be analyzed using the viscoelastic theory by colloid probe atomic force microscopy. In this method, computational analysis is applied to estimate the elastic modulus of RBCs, considering both time-dependent and steady-state responses. The deformability of individual RBCs can be measured by using the single-cell microchamber array method. This method analyzes each cell through the membrane and cytosolic fluorescent markers to provide information for RBC deformability and the distribution of cellular characteristics in complex RBC populations to detect hematologic disorders8.
Fatigue is a key factor in the degradation of properties of engineered materials and biomaterials. Fatigue testing enables a quantitative analysis of the integrity and longevity of a structure subjected to cyclic loading. Analysis of fatigue in biological cells has long been hampered by the lack of a general, readily applicable, high throughput, and quantitative method for the implementation of cyclic deformation in cell membranes. This is possible with the utilization of electrical signal modulation and electrodeformation techniques implemented in a microfluidic setting. The amplitude shift keying (ASK) technique as a digital modulation is applied through On-Off keying (OOK) modulation in this article. The concept of keying refers to the transmission of digital signals over the channel, which requires a sine wave carrier signal to function9. The ON and OFF times can be set equal. Under ON-keying, RBCs enter a deformed state while exposed to an external electrodeformation force (Fdep)10 created by the nonuniform electric field. Under OFF-keying, RBCs are in their relaxed state. We observe the fatigue of RBCs, namely a progressive degradation in their ability to stretch with increasing loading cycles. The fatigue-induced deformability loss in RBCs can provide insights into the accumulated membrane damage during blood circulation, enabling us to further investigate the connections between cell fatigue and disease states.
Here we provide step-by-step procedures on how fatigue testing of RBCs is implemented in a microfluidic device via ASK-modulated electrodeformation and the system settings such as microfluidic device, mechanical loading, and microscopic imagining for the characterization of the gradual degradation in mechanical deformability of RBCs.

Author Spotlight: Studying Biomechanics of Circulating Cells by Modulating Their Electrodeformation Behavior 

Amplitudemoduleret elektrodeformation til evaluering af mekanisk træthed af biologiske celler

Our research is focused on the study of cell biomechanics of circulating cells, such as human red blood cells. We leverage electrokinetics, microfluidics, and material science to understand the mechanical origins of damage in cell membranes, as well as the mechanisms underlying the shortened lifespan of blood cells in certain diseases. Fatigue study of biological cells is challenging.It request application of cyclic loads to cell membranes and tracking the deformation in individual cells. Using amplitude sheet key for ASK to modulate electrode deformation behavior of red blood cells, we could quantify how cell deformability changes aligned with the loading cycles. We demonstrated for the first time that red blood cells'membranes can be degraded by cyclic stretching alone.Our protocol utilizes dielectrophoresis to move cells to the electrode edges for electrode deformation measurement. It does not require any stabilization technique and can be used for cell suspension directly. Using interdigitated microelectrodes allows us to measure tens of cells in a single field of view.

Når cellesuspension blev indlæst i den mikrofluidiske kanal, blev der observeret en relativt ensartet fordeling af celler. Ved signaludgangen (f.eks. en simpel sinusbølge eller On-Keying-fase af ASK) fra funktionsgeneratoren genererede de tyndfilmede interdigiterede elektroder et uensartet vekselstrømselektrisk felt. De suspenderede celler reagerede spontant på denne elektriske excitation og udviste en positiv DEP-adfærd, nemlig at bevæge sig mod kanterne af elektroder med højere feltstyrke. Følgelig blev celler...

Watch this Scientific Journal Video about Studying Biomechanics of Circulating Cells by Modulating Their Electrodeformation Behavior at JoVE.com

Her præsenteres en protokol for mekanisk træthedstest i tilfælde af humane røde blodlegemer ved hjælp af en amplitudemoduleret elektrodeformationsmetode. Denne generelle tilgang kan bruges til at måle de systematiske ændringer i morfologiske og biomekaniske egenskaber ved biologiske celler i en suspension fra cyklisk deformation.

Red blood cells (RBCs) are known for their remarkable deformability. They repeatedly undergo considerable deformation when passing through the ...

Vores forskning er fokuseret på studiet af cellebiomekanik af cirkulerende celler, såsom humane røde blodlegemer. Vi udnytter elektrokinetik, mikrofluidik og materialevidenskab til at forstå den mekaniske oprindelse af skader i cellemembraner samt de mekanismer, der ligger til grund for den forkortede levetid for blodlegemer i visse sygdomme. Træthedsundersøgelse af biologiske celler er udfordrende.Det anmoder om anvendelse af cykliske belastninger på cellemembraner og sporing af deformationen i individuelle celler. Ved hjælp af amplitudearknøgle til ASK til at modulere elektrodedeformationsadfærd for røde blodlegemer kunne vi kvantificere, hvordan celledeformerbarhed ændres i overensstemmelse med belastningscyklusserne. Vi demonstrerede for første gang, at røde blodlegemers membraner kan nedbrydes ved cyklisk strækning alene.Vores protokol bruger dielektroforese til at flytte celler til elektrodekanterne til måling af elektrodedeformation. Det kræver ingen stabiliseringsteknik og kan bruges direkte til cellesuspension. Brug af interdigiterede mikroelektroder giver os mulighed for at måle snesevis af celler i et enkelt synsfelt.

Research

Education