주요 콘텐츠로 건너뛰기
Search

미세유체/단세포 검출 및 분류

관련 제품: HF2LI , HF2LI-MF , HF2LI-PID , HF2TA , UHFLI

응용기술 설명

세포 및 하위 세포 구성요소(핵, RNA, DNA)에 대한 바이오시스템 엔지니어링 연구 추세는,  보다 넓은 범위의 주파수 영역대에서 감도가 높은 전기 임피던스 분광법에 대한 수요를 발생시켰습니다. 과거의 수 MHz영역에서 사용되던 응용기술이 고주파수 대역으로 확장되었으며, 또한 여러 주파수에서 동시에 측정을 수행할 수 있는 기능은 분명한 이점으로 나타나게 되었고, 이로 인하여 셀의 임피던스 프로파일을 실시간으로 가져올 수 있게 되었습니다.

측정 전략

미세유체(Microfluidic) 채널에서 세포의 크기와 속도를 관찰하기 위해선 세 가지 방법이 있습니다.

첫 번째는 광학 유세포 분석법, 레이저 광으로 세포를 비추어 산란광 또는 형광을 측정하는 방법으로, 세포에 레이블링을 필요로 합니다. 그리고 샘플을 준비함에 있어 독성이 있거나 비용이 많이 들 수 있는 염료를 사용하며 시간도 많이 소요되며, 또한 레이저와 검출 시스템을 유지 관리하고 설정해야 하기 때문에, 이 기술의 휴대성과 견고성이 제한됩니다.

두 번째 방법은 고속 카메라를 사용하는 이미지 기반 세포측정법입니다. 별도의 기기를 사용하여 세포의 크기를 판단하고 각각의 다른 채널로 분류하기 위해서는, 우선적인 이미지 처리가 필요하고, 일반적인 카메라는 프레임 속도에 따라 감지 속도가 제한됩니다. 한 프레임을 기록하는 데 최대 200마이크로초가 소요될 수 있습니다.

Microfluidics setup using the Zurich Instruments HF2LI Lock-in Amplifier

그림 1: HF2LI 및 HF2TA로 세포가 미세 유체 채널의 차동 전극을 통과할 때 AC 전류 변화를 측정하였습니다. 측정된 전류는 셀의 크기와 속도를 결정하는 데 사용되며 셀 분류를 위해 실시간으로 판별됩니다. 세포는 HF2LI의 출력 2로부터의 AC Dielectrophoresis 신호에 따라 분류되며, 주파수는 세포의 임피던스 특성에 따라 다릅니다.

세 번째 대안은 응답 시간이 빠르고 레이블링을 필요로 하지 않으며 통합 분류 가 가능한 임피던스 세포 계측법입니다. 이 기술에는 셀이 통과할 때 채널의 유전 특성 변화를 모니터링하는 작업이 포함됩니다. 이를 달성하는 한 가지 방법은 그림 1과 같이 HF2LI락인앰플리파이어와 같은 락인앰플리파이어와 정합 전류 증폭기를 사용하여 미세 유체 채널에 통합된 전극 사이의 전류 변화 측정 하는 것입니다. 세포가 전극 사이를 통과할 때 전류의 변화를 측정하고 , 실험의 차등 구성으로 인하여 유체로 인한 신호는 제거 됩니다. 이것은 셀의 크기와 속도를 모두 추론할 수 있을 정도의 잘 정의된 신호를 제공합니다. 실제로, 측정된 신호는 AC Dielectrophoresis(ACD) 신호를 통해 세포가 어떤 채널로 전환되어야 하는지를 결정하는 데 바로 사용할 수 있습니다. HF2LI를 사용하면 한 기기에서 ACD 와 신호 감지가 가능하며 이는 실험 장치의 복잡성을 줄일 수 있습니다.

취리히인스트루먼트 선택의 이점

  • 최대 6개 주파수에서 동시 다중 주파수로 작동하며 이는 셀 특성 감별에 이상적입니다; 세포 분류에는 빠르고 자동화된 결정이 필요합니다.
  • 카메라 기반 솔루션에서는 사용할 수 없는 짧은 시간 척도로 측정을 수행합니다.
  • 테스트 신호 주파수를 광범위한 값에 걸쳐 변경하며 측정 감도를 최적화할 수 있습니다.
  • 잡음이 많은 유체 환경에서도 차동 측정 방식으로 인하여 작동할 수 있습니다.
  • 탐지와 분류를 결합한 기기로서, 기능을 효과적으로 통합하여 셋업을 단순화합니다.

상세 내용 문의     견적요청

Video

Microfluidics/Single-Cell Detection and Sorting

Microfluidics/Single-Cell Detection and Sorting | Impedance Measurement

Related Application Notes

Zurich Instruments

Electrical Impedance Spectroscopy for Single-Cell Analysis

Zurich Instruments

Microfluidic Impedance Flow Cytometer for Stem Cell Discrimination

Zurich Instruments

Monitoring of Cell Membrane Permeabilization in a Electroporation Device

Fluigent, Zurich Instruments

Impedance Spectroscopy for Characterization and Counting

Zurich Instruments

Application Brief - Microfluidic Electrical Impedance Spectroscopy

Related Publications

Haandbæk, N. et al.

Microfluidic sensor using resonance frequency modulation for characterization of single cells

Proceedings of the 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (2013)

Nelson, G.T.

Native and Radiation-Induced Defects in III-V Solar Cells and Photodiodes

Thesis, Rochester Institute of Technology

문의하기