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Monolithically-integrated cytometer for measuring particle diameter in the extracellular vesicle size range using multi-angle scattering.
Lab on a Chip ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-03-02 , DOI: 10.1039/c9lc01182j Jonathan T Butement 1 , Paul M Holloway , Joshua A Welsh , Judith A Holloway , Nicola A Englyst , Peter Horak , Jonathan West , James S Wilkinson
Lab on a Chip ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-03-02 , DOI: 10.1039/c9lc01182j Jonathan T Butement 1 , Paul M Holloway , Joshua A Welsh , Judith A Holloway , Nicola A Englyst , Peter Horak , Jonathan West , James S Wilkinson
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Size measurement of extracellular vesicles is hampered by the high cost and measurement uncertainty of conventional flow cytometers which is mainly due to the use of non-specialised free space optics. Integrated cytometry, where the optics and fluidics are embedded in a monolithic chip shows promise for the production of low cost, micro-flow cytometers dedicated for extracellular vesicle (EV) analysis with improved size measurement accuracy and precision. This research demonstrates a unique integrated cytometer for sub-micron particle size measurement using multi-angle scattering analysis. A combination of three technologies is used: (i) Dean-based hydrodynamic focussing to deliver a tight sample core stream to the analysis region, (ii) integrated waveguides with multimode interference devices to focus a narrow excitation beam onto the sample stream, and (iii) an angular array of collection waveguides to measure particle scattering distribution and calculate diameter. Low index 200 nm liposomes could be detected and polystyrene size standards as small as 400 nm diameter could be measured with an uncertainty of ±21 nm (1/2 IQR) demonstrating a first step on the path to high performance integrated cytometry of EVs.
中文翻译：
单片集成式细胞仪，用于使用多角度散射法测量细胞外小泡大小范围内的粒径。
传统流式细胞仪的高成本和测量不确定性阻碍了细胞外囊泡的尺寸测量，这主要是由于使用了非专业的自由空间光学器件。集成式细胞仪将光学元件和流体技术嵌入单片芯片中，显示出有望生产低成本，微流式细胞仪，用于细胞外囊泡（EV）分析，并具有更高的尺寸测量精度和精度。这项研究展示了一种独特的集成式细胞仪，可使用多角度散射分析法测量亚微米粒度。结合使用了以下三种技术：（i）基于Dean的流体动力学聚焦技术，可将致密的样品核心流输送到分析区域，（ii）具有多模干涉装置的集成波导，可将窄激发光束聚焦到样品流上；（iii）收集波导的角阵列，用于测量颗粒散射分布并计算直径。可以检测到低折射率的200 nm脂质体，并且可以测量直径小至400 nm的聚苯乙烯尺寸标准品，其不确定度为±21 nm（1/2 IQR），这表明电动汽车向高性能集成细胞计数技术迈出了第一步。
更新日期：2020-04-24
中文翻译：
单片集成式细胞仪，用于使用多角度散射法测量细胞外小泡大小范围内的粒径。
传统流式细胞仪的高成本和测量不确定性阻碍了细胞外囊泡的尺寸测量，这主要是由于使用了非专业的自由空间光学器件。集成式细胞仪将光学元件和流体技术嵌入单片芯片中，显示出有望生产低成本，微流式细胞仪，用于细胞外囊泡（EV）分析，并具有更高的尺寸测量精度和精度。这项研究展示了一种独特的集成式细胞仪，可使用多角度散射分析法测量亚微米粒度。结合使用了以下三种技术：（i）基于Dean的流体动力学聚焦技术，可将致密的样品核心流输送到分析区域，（ii）具有多模干涉装置的集成波导，可将窄激发光束聚焦到样品流上；（iii）收集波导的角阵列，用于测量颗粒散射分布并计算直径。可以检测到低折射率的200 nm脂质体，并且可以测量直径小至400 nm的聚苯乙烯尺寸标准品，其不确定度为±21 nm（1/2 IQR），这表明电动汽车向高性能集成细胞计数技术迈出了第一步。
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