Développement et caractérisation de capteurs électromagnétiques utilisant la diélectrophorèse haute fréquence pour l’isolation rapide de cellules souches cancéreuses sur puce

A lot of technologies exist to sort biological cells, and allow great advances in cell biology research. Among these technologies, the development of microsystems for the electro-manipulation of cells by dielectrophoresis (DEP) has demonstrated great capabilities to sort cells. This work aims at demonstrating the ability of ultra-high frequencies DEP to target, sort and isolate cancerous stem cells from a population of pathological cells with differentiated phenotype. The development of a specific microsystem is proposed. The design of the cytometer is linked to the different forces acting on cells and so to determine cells‘ trajectories during the sorting enabling the controls of the sorting conditions. The work demonstrates how to target cells‘ dielectrophoretics characteristic s in the range of Ultra High Frequencies in order to separate cells based on their intrinsic intercellular dielectrics properties.Les techniques de tri cellulaire sont variées et permettent des progrès pour la recherche en biologie cellulaire. Parmi celles-ci, l‘électro-manipulation par « diélectrophorèse » a prouvé, implémentée au sein de différents microsystèmes, son aptitude à trier des cellules. Lors de notre étude, nous avons exploité le domaine des Ultras Hautes Fréquences pour le développement d‘un cytomètre électromagnétique microfluidique afin de pouvoir cibler, trier et isoler des cellules souches cancéreuses présentes au sein d‘une population de cellules pathologiques au phénotype différencié. La conception du cytomètre est liée à une analyse menée sur les différentes forces qui déterminent la trajectoire de celles-ci et nous permet un contrôle de l‘influence des conditions de tri. L‘objectif étant de séparer les cellules selon leurs propriétés diélectriques intracellulaires, nous verrons comment il est possible de cibler celles-ci selon leurs caractéristiques diélectrophorétiques dans la gamme des Ultra Hautes Fréquences

Développement et caractérisation de capteurs électromagnétiques utilisant la diélectrophorèse haute fréquence pour l’isolation rapide de cellules souches cancéreuses sur puce

A lot of technologies exist to sort biological cells, and allow great advances in cell biology research. Among these technologies, the development of microsystems for the electro-manipulation of cells by dielectrophoresis (DEP) has demonstrated great capabilities to sort cells. This work aims at demonstrating the ability of ultra-high frequencies DEP to target, sort and isolate cancerous stem cells from a population of pathological cells with differentiated phenotype. The development of a specific microsystem is proposed. The design of the cytometer is linked to the different forces acting on cells and so to determine cells‘ trajectories during the sorting enabling the controls of the sorting conditions. The work demonstrates how to target cells‘ dielectrophoretics characteristic s in the range of Ultra High Frequencies in order to separate cells based on their intrinsic intercellular dielectrics properties.Les techniques de tri cellulaire sont variées et permettent des progrès pour la recherche en biologie cellulaire. Parmi celles-ci, l‘électro-manipulation par « diélectrophorèse » a prouvé, implémentée au sein de différents microsystèmes, son aptitude à trier des cellules. Lors de notre étude, nous avons exploité le domaine des Ultras Hautes Fréquences pour le développement d‘un cytomètre électromagnétique microfluidique afin de pouvoir cibler, trier et isoler des cellules souches cancéreuses présentes au sein d‘une population de cellules pathologiques au phénotype différencié. La conception du cytomètre est liée à une analyse menée sur les différentes forces qui déterminent la trajectoire de celles-ci et nous permet un contrôle de l‘influence des conditions de tri. L‘objectif étant de séparer les cellules selon leurs propriétés diélectriques intracellulaires, nous verrons comment il est possible de cibler celles-ci selon leurs caractéristiques diélectrophorétiques dans la gamme des Ultra Hautes Fréquences

Développement et caractérisation de capteurs électromagnétiques utilisant la diélectrophorèse haute fréquence pour l’isolation rapide de cellules souches cancéreuses sur puce

A lot of technologies exist to sort biological cells, and allow great advances in cell biology research. Among these technologies, the development of microsystems for the electro-manipulation of cells by dielectrophoresis (DEP) has demonstrated great capabilities to sort cells. This work aims at demonstrating the ability of ultra-high frequencies DEP to target, sort and isolate cancerous stem cells from a population of pathological cells with differentiated phenotype. The development of a specific microsystem is proposed. The design of the cytometer is linked to the different forces acting on cells and so to determine cells‘ trajectories during the sorting enabling the controls of the sorting conditions. The work demonstrates how to target cells‘ dielectrophoretics characteristic s in the range of Ultra High Frequencies in order to separate cells based on their intrinsic intercellular dielectrics properties.Les techniques de tri cellulaire sont variées et permettent des progrès pour la recherche en biologie cellulaire. Parmi celles-ci, l‘électro-manipulation par « diélectrophorèse » a prouvé, implémentée au sein de différents microsystèmes, son aptitude à trier des cellules. Lors de notre étude, nous avons exploité le domaine des Ultras Hautes Fréquences pour le développement d‘un cytomètre électromagnétique microfluidique afin de pouvoir cibler, trier et isoler des cellules souches cancéreuses présentes au sein d‘une population de cellules pathologiques au phénotype différencié. La conception du cytomètre est liée à une analyse menée sur les différentes forces qui déterminent la trajectoire de celles-ci et nous permet un contrôle de l‘influence des conditions de tri. L‘objectif étant de séparer les cellules selon leurs propriétés diélectriques intracellulaires, nous verrons comment il est possible de cibler celles-ci selon leurs caractéristiques diélectrophorétiques dans la gamme des Ultra Hautes Fréquences

Développement et caractérisation de capteurs électromagnétiques utilisant la diélectrophorèse haute fréquence pour l’isolation rapide de cellules souches cancéreuses sur puce

A lot of technologies exist to sort biological cells, and allow great advances in cell biology research. Among these technologies, the development of microsystems for the electro-manipulation of cells by dielectrophoresis (DEP) has demonstrated great capabilities to sort cells. This work aims at demonstrating the ability of ultra-high frequencies DEP to target, sort and isolate cancerous stem cells from a population of pathological cells with differentiated phenotype. The development of a specific microsystem is proposed. The design of the cytometer is linked to the different forces acting on cells and so to determine cells‘ trajectories during the sorting enabling the controls of the sorting conditions. The work demonstrates how to target cells‘ dielectrophoretics characteristic s in the range of Ultra High Frequencies in order to separate cells based on their intrinsic intercellular dielectrics properties.Les techniques de tri cellulaire sont variées et permettent des progrès pour la recherche en biologie cellulaire. Parmi celles-ci, l‘électro-manipulation par « diélectrophorèse » a prouvé, implémentée au sein de différents microsystèmes, son aptitude à trier des cellules. Lors de notre étude, nous avons exploité le domaine des Ultras Hautes Fréquences pour le développement d‘un cytomètre électromagnétique microfluidique afin de pouvoir cibler, trier et isoler des cellules souches cancéreuses présentes au sein d‘une population de cellules pathologiques au phénotype différencié. La conception du cytomètre est liée à une analyse menée sur les différentes forces qui déterminent la trajectoire de celles-ci et nous permet un contrôle de l‘influence des conditions de tri. L‘objectif étant de séparer les cellules selon leurs propriétés diélectriques intracellulaires, nous verrons comment il est possible de cibler celles-ci selon leurs caractéristiques diélectrophorétiques dans la gamme des Ultra Hautes Fréquences

Development and characterization of EM sensors based on ultra high frequency dielectrophoresis techniques for fast isolation of cancer stem cells

Les techniques de tri cellulaire sont variées et permettent des progrès pour la recherche en biologie cellulaire. Parmi celles-ci, l‘électro-manipulation par « diélectrophorèse » a prouvé, implémentée au sein de différents microsystèmes, son aptitude à trier des cellules. Lors de notre étude, nous avons exploité le domaine des Ultras Hautes Fréquences pour le développement d‘un cytomètre électromagnétique microfluidique afin de pouvoir cibler, trier et isoler des cellules souches cancéreuses présentes au sein d‘une population de cellules pathologiques au phénotype différencié. La conception du cytomètre est liée à une analyse menée sur les différentes forces qui déterminent la trajectoire de celles-ci et nous permet un contrôle de l‘influence des conditions de tri. L‘objectif étant de séparer les cellules selon leurs propriétés diélectriques intracellulaires, nous verrons comment il est possible de cibler celles-ci selon leurs caractéristiques diélectrophorétiques dans la gamme des Ultra Hautes Fréquences.A lot of technologies exist to sort biological cells, and allow great advances in cell biology research. Among these technologies, the development of microsystems for the electro-manipulation of cells by dielectrophoresis (DEP) has demonstrated great capabilities to sort cells. This work aims at demonstrating the ability of ultra-high frequencies DEP to target, sort and isolate cancerous stem cells from a population of pathological cells with differentiated phenotype. The development of a specific microsystem is proposed. The design of the cytometer is linked to the different forces acting on cells and so to determine cells‘ trajectories during the sorting enabling the controls of the sorting conditions. The work demonstrates how to target cells‘ dielectrophoretics characteristic s in the range of Ultra High Frequencies in order to separate cells based on their intrinsic intercellular dielectrics properties

A High Frequency Dielectrophorosis Cytometer for Continuous Flow Biological Cells Refinement

International audienc

Cytomètre diélectrophorétique aux fréquences UHF de pour le tri des cellules souches du cancer colorectal

International audienceIn this article, we introduce a method to exploit ultra-high dielectrophoresis (UHF-DEP) with a microfluidic radio frequency device able to sort biological cells by deflecting the trajectory of the targeted population in a continuous flow. This study highlights the capability of a high frequency lab-on-chip implemented UHF-DEP cytometer to isolate cancer stem cells (CSCs). Actually, CSCs sorting by an efficient, fast and low-cost method remains an issue. Above 20 MHz, the intracellular dielectric properties of cells determine the dielectrophoretic behavior of cells and is then very sensitive to the cell cytoplasm content. The proposed cell sorting principle exploits the combination of the fluidic drag and the repulsive dielectrophoretic forces in order to isolate CSCs hidden within differentiated cancer cells. We previously demonstrated the UHF-DEP behavior of cells, as a new type of electromagnetic biomarkers to discriminate cancer stem cells among a tumor population from colorectal cancer cell line

Cytomètre électromagnétique pour tri continu de cellules biologiques basé sur l'effet de forces diélectrophoretiques hautes fréquences

International audienceCe papier démontre le fort potentiel et les capacités de la diélectrophorèse Ultra-Haute Fréquence (DEP-UHF) pour trier des populations cellulaires. Le concept proposé combine des forces hydrodynamiques et diélectrophoretiques majoritairement répulsives au sein d'un cytomètre de type laboratoire-sur-puce. L'objectif principal est de séparer différents types de cellules en suspension dans un flux continu sur la base de leurs différences de propriétés diélectriques. Pour cela nous montrons qu'il est important d'appliquer aux cellules un champ électrique adéquat dans une gamme de fréquences particulières afin de produire différentes intensités de forces et de déviations de trajectoire associées. L'efficacité du dispositif sera illustrée au travers l'exemple d'un test de tri de cellules mésenchymateuses

Ultra-High Frequencies continuous biological cell sorting based on repulsive and low dielectrophoresis forces

International audienceThis paper demonstrates the superior capabilities of Ultra-High Frequency dielectrophoresis (UHF-DEP) to sort populations of biological cells based on their intracellular dielectric characteristics. The proposed concept combines both hydrofluidic and repulsive dielectrophoresis forces into a microfluidic lab-on-chip to create a UHF-DEP cytometer. The main objective is to sort different types of cells using only negative dielectrophoresis principle. The idea is to select proper frequency for the applied electric field in order to produce different intensity of repulsive DEP forces related to the cell type. This sorting principle, without positive DEP, limits strong interaction of cells with the electric field, which could induce their permanent trapping during cytometer operation and reduces the efficiency of the cell sorting. Results presented in this paper demonstrate the capability of an effective sorting for mesenchymal cells

: Multiparametric MRI to monitor anti-tumoral drugs

International audienceEarly imaging or blood biomarkers of tumor response is needed to customize anti-tumor therapy on an individual basis. This study evaluates the sensitivity and relevance of five potential MRI biomarkers. Sixty nude rats were implanted with human glioma cells (U-87 MG) and randomized into three groups: one group received an anti-angiogenic treatment (Sorafenib), a second a cytotoxic drug [1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea, BCNU (Carmustine)] and a third no treatment. The tumor volume, apparent diffusion coefficient (ADC) of water, blood volume fraction (BVf), microvessel diameter (vessel size index, VSI) and vessel wall integrity (contrast enhancement, CE) were monitored before and during treatment. Sorafenib reduced tumor CE as early as 1 day after treatment onset. By 4 days after treatment onset, tumor BVf was reduced and tumor VSI was increased. By 14 days after treatment onset, ADC was increased and the tumor growth rate was reduced. With BCNU, ADC was increased and the tumor growth rate was reduced 14 days after treatment onset. Thus, the estimated MRI parameters were sensitive to treatment at different times after treatment onset and in a treatment-dependent manner. This study suggests that multiparametric MR monitoring could allow the assessment of new anti-tumor drugs and the optimization of combined therapies. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd