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The Combination of Immunomagnetic Bead-Based Cell Isolation and Optically Induced Dielectrophoresis (ODEP)-Based Microfluidic Device for the Negative Selection-Based Isolation of Circulating Tumor Cells (CTCs)

机译：基于免疫磁珠基细胞分离和光学诱导的电泳（ODEP）的微流体装置的组合用于循环肿瘤细胞的负选择的分离（CTC）

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摘要

Negative selection-based circulating tumor cell (CTC) isolation is able to harvest viable, label-free, and clinically meaningful CTCs from the cancer patients’ blood. Nevertheless, its main shortcoming is its inability to isolate high-purity CTCs, restricting subsequent CTC-related analysis. To address this issue, this study proposed a two-step optically-induced dielectrophoresis (ODEP) cell manipulation to process the cell sample harvested by negative selection-/immunomagnetic microbeads-based CTC isolation. The working mechanism is that the ODEP force acting on the cells with and without magnetic microbeads binding is different. Accordingly, the use of ODEP cell manipulation in a microfluidic system was designed to first separate and then isolate the cancer cells from other magnetic microbead-bound cells. Immunofluorescent microscopic observation and ODEP cell manipulation were then performed to refine the purity of the cancer cells. In this study, the optimum operating conditions for effective cell isolation were determined experimentally. The results revealed that the presented method was able to further refine the purity of cancer cell in the sample obtained after negative selection-based CTC isolation with high cell purity (81.6~86.1%). Overall, this study proposed the combination of immunomagnetic bead-based cell isolation and ODEP cell manipulation for the negative selection-based isolation of CTCs.
机译：基于阴性选择的循环肿瘤细胞（CTC）隔离能够从癌症患者的血液中收获可行的，无标记和临床有意义的CTC。尽管如此，其主要缺点是其无法分离高纯度CTC，限制随后的CTC相关分析。为了解决这个问题，本研究提出了两步光学诱导的介电流蛋白（ODEP）细胞操纵，以处理由基于阴性选择/免疫磁体微珠CTC分离收获的细胞样品。工作机制是作用于具有磁微珠结合的细胞上的ODEP力是不同的。因此，设计在微流体系统中的ODEP细胞操纵以首先分离，然后将癌细胞与其他磁性微珠结合细胞分离。然后进行免疫荧光显微镜观察和ODEP细胞操纵以优化癌细胞的纯度。在该研究中，实验确定有效细胞分离的最佳操作条件。结果表明，该方法能够在具有高细胞纯度（81.6〜86.1％）的基于阴性选择的CTC分离中获得的样品中的癌细胞中的纯度。总体而言，该研究提出了免疫磁珠基细胞分离和ODEP细胞操纵的组合，以便为CTC的负选择的分离分离。

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