Impedimetric Microfluidic Sensor-in-a-Tube for Label-Free Immune Cell Analysis

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Aleksandr I Egunov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Zehua Dou - , Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Dmitriy D Karnaushenko - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Franziska Hebenstreit - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Nicole Kretschmann - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Katja Akgün - , Klinik und Poliklinik für Neurologie, Zentrum für klinische Neurowissenschaften, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Tjalf Ziemssen - , Klinik und Poliklinik für Neurologie, Zentrum für klinische Neurowissenschaften, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Daniil Karnaushenko - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Mariana Medina-Sánchez - , Mikro- und Nano-Biosysteme (FoG), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Oliver G Schmidt - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

Analytical platforms based on impedance spectroscopy are promising for non-invasive and label-free analysis of single cells as well as of their extracellular matrix, being essential to understand cell function in the presence of certain diseases. Here, an innovative rolled-up impedimetric microfulidic sensor, called sensor-in-a-tube, is introduced for the simultaneous analysis of single human monocytes CD14+ and their extracellular medium upon liposaccharides (LPS)-mediated activation. In particular, rolled-up platinum microelectrodes are integrated within for the static and dynamic (in-flow) detection of cells and their surrounding medium (containing expressed cytokines) over an excitation frequency range from 102 to 5 × 106 Hz. The correspondence between cell activation stages and the electrical properties of the cell surrounding medium have been detected by electrical impedance spectroscopy in dynamic mode without employing electrode surface functionalization or labeling. The designed sensor-in-a-tube platform is shown as a sensitive and reliable tool for precise single cell analysis toward immune-deficient diseases diagnosis.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer2002549
Seiten (von - bis)e2002549
FachzeitschriftSmall
Jahrgang17
Ausgabenummer5
PublikationsstatusVeröffentlicht - Feb. 2021
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

Scopus 85099400987
ORCID /0000-0001-8799-8202/work/171553588

Schlagworte

Ziele für nachhaltige Entwicklung

Schlagwörter

  • Biosensing Techniques, Dielectric Spectroscopy, Electric Impedance, Humans, Microelectrodes, Microfluidic Analytical Techniques, Microfluidics, Single-Cell Analysis