KCI등재
SCOPUS
Numerical Analysis of Dielectrophoresis-Based Microfluidic Chip with a Facing-Electrode Design for Cell Separation
저자
Nguyen Thu Hang (Vietnam National University) ; Nguyen Mai Chi (Vietnam National University) ; Nguyen Hoang Trung (Vietnam National University) ; Thi Y Van Tran (Vietnam National University) ; Vu Ngoc Trung (Hanoi University of Public Health) ; Thu Hang Bui (Babes-Bolyai University) ; Duc Trinh Chu (Vietnam National University) ; Bui Tung Thanh (Vietnam National University) ; Jen Chun-Ping (National Chung Cheng University) ; Quang Loc Do (Vietnam National University)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2024
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS
자료형태
학술저널
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수록면
29-40(12쪽)
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Purpose Circulating tumor cell separation and analysis have played a critical role in cancer diagnosis, prognosis, and treatment. In this work, we aim to design and investigate a novel biochip that integrates dielectrophoresis, microfl uidic technology to separate circulating tumor cells from blood cells. To create a dielectrophoresis-induced non-uniform electric fi eld, a facing-electrode design was proposed and utilized, in which a slanted electrode array and a simple rectangular ground electrode are placed parallel on the top and bottom parts of the microfl uidic channel, respectively. This design can reduce the particle position dependence in the microchannel and the complexity of the microfabrication process.
Methods The separation process, effi ciency, and optimization of the proposed device were numerically investigated using the fi nite element method. Parametric research was conducted to comprehensively examine the impact of various operating and design factors on the cell movement and trajectories in the microfl uidic device.
Results The results indicated the potential of the proposed biochip to ensure cancer cell separation from blood cells with high effi ciency, high purity in a label-free, non-invasive, easy integration, and low-cost manner. Under the optimal conditions, the separation effi ciency reached 92%, 88%, and 96% for human colon cancer cells (HT-29), red blood cells, and white blood cells, respectively.
Conclusions In this study, a novel DEP-based microfl uidic chip was proposed to separate HT-29 tumor cells from blood cells and numerically investigated to verify the performance of the biochip design. Our fi ndings could provide a foundation for further theoretical and practical investigations. The proposed system can separate cancer cells from red blood cells and white blood cells as well as off ers numerous advantages, such as compact size, low voltage, high effi ciency, non-invasiveness, and label-free nature. The tumor cell enrichment platform has the potential for application in cancer detection, analysis, and assessment.
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