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CD4+ T-Lymphocyte Capture Using a Disposable Microfluidic Chip for HIV

Brigham and Women's Hospital

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&#x4F7F;&#x7528; lensfree &#x6210;&#x50CF;&#x7684;&#x5FC3;&#x810F;&#x6BD2;&#x6027;&#x7684;&#x5B9E;&#x65F6;&#x68C0;&#x6D4B;&#x57FA;&#x4E8E;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x4F20;&#x611F;&#x5668;&#x3002;

A portable and cost-effective real-time cardiotoxicity biosensor was developed using a CMOS imaging module extracted from a commercially available webcam. The detection system consists of a CMOS imaging module, a white LED and a pinhole. Real-time image processing was conducted by comparing reference and live frame images. To evaluate the engineered system, the effects of two different drugs, isoprenaline and doxorubicin, on the beating rate and beat-to-beat variations of ESC-derived cardiomyocytes were measured. The detection system was used to conclude that the beat-to-beat variability increased under treatment with both isoprenaline and doxorubicin. However, the beating rates increased upon the addition of isoprenaline but decreased for cultures supplemented with doxorubicin. Moreover, the response time for both the beating rates and the beat-to-beat variability of ESC-derived cardiomyocytes under treatment of isoprenaline was shorter than for doxorubicin, although the amount of isoprenaline used in the measurement was three orders of magnitude lower than that of doxorubicin. Given its ability to perform real-time cell monitoring in a simple and inexpensive manner, the proposed system may be useful for a range of cell-based biosensing applications.

A cell-based biosensor for real-time detection of cardiotoxicity using lensfree imaging.

Un biocapteur cardiotoxicit&#xE9; portable et co&#xFB;t-efficace en temps r&#xE9;el a &#xE9;t&#xE9; d&#xE9;velopp&#xE9; en utilisant un module d&#x26;#39;imagerie CMOS extraite d&#x26;#39;une webcam disponible dans le commerce. Le syst&#xE8;me de d&#xE9;tection est constitu&#xE9; d&#x26;#39;un module de imagerie CMOS, une LED blanche et un trou d&#x26;#39;&#xE9;pingle. Traitement de l&#x26;#39;image en temps r&#xE9;el a &#xE9;t&#xE9; r&#xE9;alis&#xE9;e en comparant des images de r&#xE9;f&#xE9;rence et de cadre en direct. Pour &#xE9;valuer le syst&#xE8;me d&#x26;#39;ing&#xE9;nierie, les effets de deux m&#xE9;dicaments diff&#xE9;rents, l&#x26;#39;isopr&#xE9;naline et de la doxorubicine, sur le rythme des battements et beat-to-beat variations de l&#x26;#39;ESC-d&#xE9;riv&#xE9;s cardiomyocytes ont &#xE9;t&#xE9; mesur&#xE9;s. Le syst&#xE8;me de d&#xE9;tection a &#xE9;t&#xE9; utilis&#xE9; pour conclure que le beat-to-beat variabilit&#xE9; accrue sous traitement &#xE0; la fois avec l&#x26;#39;isopr&#xE9;naline et de la doxorubicine. Cependant, les taux ont augment&#xE9; en battant lors de l&#x26;#39;addition de l&#x26;#39;isopr&#xE9;naline, mais a diminu&#xE9; pour les cultures compl&#xE9;t&#xE9;es avec la doxorubicine. En outre, le temps de r&#xE9;ponse pour les deux les taux de battre et le battement par battement de la variabilit&#xE9; ESC-d&#xE9;riv&#xE9;s cardiomyocytes sous traitement d&#x26;#39;isopr&#xE9;naline a &#xE9;t&#xE9; plus courte que pour la doxorubicine, bien que le montant de l&#x26;#39;isopr&#xE9;naline utilis&#xE9; dans la mesure &#xE9;tait de trois ordres de grandeur plus faible que celle la doxorubicine. Compte tenu de sa capacit&#xE9; &#xE0; effectuer le suivi des cellules en temps r&#xE9;el d&#x26;#39;une mani&#xE8;re simple et peu co&#xFB;teux, le syst&#xE8;me propos&#xE9; peut &#xEA;tre utile pour un large &#xE9;ventail d&#x26;#39;applications de biod&#xE9;tection &#xE0; base de cellules.

Un biocapteur &#xE0; base de cellules pour d&#xE9;tection en temps r&#xE9;el de la cardiotoxicit&#xE9; aide Lensfree Imaging

Eine portable und kosteng&uuml;nstige Echtzeit Cardiotoxine Biosensor entwickelte sich &uuml;ber ein CMOS-Bildbearbeitung-Modul extrahiert aus einer handels&uuml;blichen Webcam. Detection-System besteht aus einem CMOS imaging Modul, eine wei&szlig;e LED und eine Lochkamera. Echtzeit-Bildverarbeitung erfolgte durch den Vergleich von Referenz- und Bilder live einrahmen. Um das technische System, die Auswirkungen von zwei verschiedenen Drogen, Isoprenalin und Doxorubicin, auswerten wurden die schlagen-Rate und Beat-to-Beat-Variationen von ESC-abgeleitete Cardiomyocytes gemessen. Detektionssystem wurde verwendet, um feststellen, dass die Beat-to-Beat-Variabilit&auml;t unter Behandlung mit Isoprenalin und Doxorubicin erh&ouml;ht. Die Pr&uuml;gel-Preise stiegen nach dem Zusatz von Isoprenalin jedoch sank f&uuml;r Kulturen mit Doxorubicin erg&auml;nzt. Dar&uuml;ber hinaus die Antwortzeit f&uuml;r beide das schlagen Preise und die Beat-to-Beat-Variabilit&auml;t der ESC-abgeleitet von Cardiomyocytes unter Behandlung von Isoprenalin war k&uuml;rzer als bei Doxorubicin, aber die Menge Isoprenalin verwendet bei der Messung drei Gr&ouml;&szlig;enordnungen geringer als die der Doxorubicin. Da die M&ouml;glichkeit, in Echtzeit Zelle &Uuml;berwachung auf einfache und kosteng&uuml;nstige Weise auszuf&uuml;hren, kann das vorgeschlagene System f&uuml;r vielf&auml;ltige Einsatzbereiche zellbasierte Biosensing n&uuml;tzlich sein.

Eine zellbasierte Biosensor f&uuml;r Echtzeit-Erkennung von Cardiotoxine mit Lensfree Bildgebung.

Un biosensore portatile e conveniente cardiotoxicity in tempo reale &egrave; stato sviluppato utilizzando un modulo imaging CMOS Estratto da una webcam disponibile in commercio. Il sistema di rilevazione &egrave; costituito da un modulo, un LED bianco e un foro stenopeico di imaging di CMOS. Elaborazione di immagini in tempo reale &egrave; stata condotta confrontando i riferimenti e immagini dal vivo del fotogramma. Per valutare il sistema ingegnerizzato, gli effetti di due farmaci diversi, isoprenalina e doxorubicina, su sono state misurate le variazioni di tasso e beat-to-beat pestaggio di cardiomiociti derivati ESC. Il sistema di rilevazione &egrave; stato utilizzato per concludere che la variabilit&agrave; beat-to-beat aumentato sotto trattamento con doxorubicina e isoprenalina. Tuttavia, le tariffe battendo aumentato sull&#39;aggiunta di isoprenalina ma diminuito per culture supplementate con doxorubicina. Inoltre, il tempo di risposta per entrambi il pestaggio tariffe e la variabilit&agrave; beat-to-beat di cardiomiociti derivati ESC sotto trattamento di isoprenalina era pi&ugrave; corta per doxorubicina, anche se la quantit&agrave; di isoprenalina utilizzato nella misurazione era tre ordini di grandezza inferiori rispetto a quella della doxorubicina. Data la sua capacit&agrave; di eseguire in tempo reale delle cellule di monitoraggio in modo semplice ed economico, il sistema proposto pu&ograve; essere utile per una vasta gamma di applicazioni di biosensori basati su celle.

Un biosensore cell-based per la rilevazione in tempo reale di cardiotoxicity utilizzando lensfree imaging.

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Lensfree&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x5FC3;&#x6BD2;&#x6027;&#x306E;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x691C;&#x51FA;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30D0;&#x30A4;&#x30AA;&#x30BB;&#x30F3;&#x30B5;&#x30FC;

&#xD734;&#xB300;&#xC6A9;&#xC774; &#xACE0; &#xBE44;&#xC6A9; &#xD6A8;&#xC728;&#xC801;&#xC778; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04; cardiotoxicity &#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xC13C;&#xC11C;&#xB294; &#xC0C1;&#xC5C5;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC774;&#xC6A9; &#xAC00;&#xB2A5;&#xD55C; &#xC6F9;&#xCEA0; &#xC73C;&#xB85C;&#xBD80;&#xD130; &#xCD94;&#xCD9C; &#xB41C; CMOS &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xBAA8;&#xB4C8;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. CMOS &#xBAA8;&#xB4C8;, &#xBC31;&#xC0C9; LED &#xACE0; &#xD55C; pinhole &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xAC80;&#xCD9C; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0; &#xC758;&#xD558;&#xC5EC; &#xC774;&#xB8E8;&#xC5B4;&#xC838; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2F1; &#xCC38;&#xC870; &#xBC0F; &#xB77C;&#xC774;&#xBE0C; &#xD504;&#xB808;&#xC784; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xB97C; &#xBE44;&#xAD50; &#xD558; &#xC5EC; &#xC2E4;&#xC2DC; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC5D0; &#xC870;&#xC791;&#xB41C; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;, &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC57D;&#xBB3C;, &#xB3C5; &#xC18C; &#xB8E8;&#xBE44;, isoprenaline&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xD3C9;&#xAC00; &#xD558; ESC &#xD30C;&#xC0DD; cardiomyocytes&#xC758; &#xBC15;&#xB3D9; &#xC18D;&#xB3C4; &#xBE44;&#xD2B8; &#xBE44;&#xD2B8; &#xBCC0;&#xD615; &#xCE21;&#xC815; &#xD588;&#xB2E4;. &#xD0D0;&#xC9C0; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xBE44;&#xD2B8; &#xBE44;&#xD2B8; &#xB2E4;&#xC591;&#xC131; isoprenaline &#xBC0F; &#xB3C5; &#xC18C; &#xB8E8;&#xBE44;&#xC640; &#xD568;&#xAED8; &#xCE58;&#xB8CC; &#xC544;&#xB798;&#xC758; &#xC99D;&#xAC00; &#xACB0;&#xB860;&#xC5D0; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098; &#xBC15;&#xB3D9; &#xC18D;&#xB3C4; isoprenaline&#xC758; &#xCD94;&#xAC00; &#xB530;&#xB77C; &#xC99D;&#xAC00; &#xBB38;&#xD654; &#xB3C5; &#xC18C; &#xB8E8;&#xBE44;&#xC640; &#xBCF4;&#xC644;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAC10;&#xC18C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C;, &#xB450; &#xB9E4; &#xC9C8;&#xC758; &#xC751;&#xB2F5; &#xC2DC;&#xAC04; &#xC18D;&#xB3C4; isoprenaline&#xC758; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC5D0;&#xC11C; ESC &#xD30C;&#xC0DD; cardiomyocytes&#xC758; &#xBE44;&#xD2B8; &#xB300; &#xBE44;&#xD2B8; &#xBCC0;&#xD654;&#xB294; &#xB3C5; &#xC18C; &#xB8E8;&#xBE44;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xC9E7;&#xC740; isoprenaline &#xCE21;&#xC815;&#xC5D0; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xB294; &#xAE08;&#xC561;&#xC740; 3 &#xBC30;&#xB098; &#xB3C5; &#xC18C; &#xB8E8;&#xBE44; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB0AE;&#xC740;. &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04; &#xC140; &#xAC04;&#xB2E8; &#xD558; &#xACE0; &#xC800;&#xB834; &#xD55C; &#xBC29;&#xBC95;&#xC73C;&#xB85C; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1;&#xC744; &#xC218;&#xD589; &#xD558;&#xB294; &#xB2A5;&#xB825;&#xC744; &#xAC10;&#xC548;&#xD560; &#xB54C;, &#xC81C;&#xC548; &#xB41C; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; biosensing &#xC140; &#xAE30;&#xBC18; &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC758; &#xBC94;&#xC704;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC720;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xBC14;&#xC774;&#xC624;&#xB294; &#xC138;&#xD3EC; &#xAE30;&#xBC18; &#xC13C;&#xC11C; cardiotoxicity lensfree &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04; &#xAC80;&#xC0C9;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C;.

Una m&#xE1;quina port&#xE1;til y rentable en tiempo real cardiotoxicidad biosensor se desarroll&#xF3; utilizando un m&#xF3;dulo de imagen CMOS extra&#xED;da de una c&#xE1;mara web disponible en el mercado. El sistema de detecci&#xF3;n consiste en un m&#xF3;dulo de im&#xE1;genes CMOS, un LED blanco y un orificio. En tiempo real de procesamiento de im&#xE1;genes se realiz&#xF3; mediante la comparaci&#xF3;n de referencia y las im&#xE1;genes en vivo del bastidor. Para evaluar el sistema de ingenier&#xED;a, los efectos de dos drogas diferentes, isoprenalina y doxorrubicina, en la tasa de golpes y de latido a latido de la CES variaciones derivadas de los cardiomiocitos se midieron. El sistema de detecci&#xF3;n se utiliz&#xF3; para concluir que el latido a latido aumento de la variabilidad en el tratamiento tanto con isoprenalina y doxorrubicina. Sin embargo, las tasas de aumento batiendo en la adici&#xF3;n de isoprenalina, pero disminuy&#xF3; para cultivos suplementados con doxorrubicina. Por otra parte, el tiempo de respuesta tanto para las tasas de latir y el latido a latido la variabilidad de los CES de los cardiomiocitos derivados en el tratamiento de la isoprenalina fue menor que la de la doxorrubicina, aunque la cantidad de isoprenalina utilizado en la medici&#xF3;n fue de tres &#xF3;rdenes de magnitud menor que la de la doxorrubicina. Dada su capacidad para realizar monitorizaci&#xF3;n en tiempo real de c&#xE9;lulas de una manera simple y barata, el sistema propuesto puede ser &#xFA;til para una amplia gama de aplicaciones biosensores basados &#x200B;&#x200B;en c&#xE9;lulas.

Sang Jun Moon

Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM),
HST-Center for Bioengineering,
Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering

Brigham and Women's Hospital

CD4+ T-Lymphocyte Capture Using a Disposable Microfluidic Chip for HIV

Sang Jun Moon

Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM),HST-Center for Bioengineering,Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering

Brigham and Women's Hospital

CD4+ T-Lymphocyte Capture Using a Disposable Microfluidic Chip for HIV

Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM),
HST-Center for Bioengineering,
Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering