Size-Based Separation of Particles and Cells Utilizing Viscoelastic Effects in Straight Microchannels

Analytical Chemistry

Volumn 87, Issue 12, 2015, Pages 6041-6048

  Liu, Chao ^a   Xue, Chundong ^a   Chen, Xiaodong ^a   Shan, Lei ^b   Tian, Yu ^b   Hu, Guoqing ^a  

^a INSTITUTE OF MECHANICS   (China)

^b TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ESCHERICHIA COLI; FLOW RATE; MICROCHANNELS; MICROFLUIDICS; THROUGHPUT; VISCOELASTICITY;

DIFFERENT SIZES; ESCHERICHIA COLI (E. COLI); ITS APPLICATIONS; MICRO-FLUIDIC DEVICES; PARTICLE MIGRATION; STRAIGHT MICROCHANNELS; THROUGHPUT ENHANCEMENT; VISCOELASTIC EFFECTS;

SIZE SEPARATION;

CELL SEPARATION; CHEMISTRY; DEVICES; EQUIPMENT DESIGN; ERYTHROCYTE; ESCHERICHIA COLI; HUMAN; ISOLATION AND PURIFICATION; MCF 7 CELL LINE; MICROFLUIDIC ANALYSIS; PARTICLE SIZE; PATHOLOGY; SURFACE PROPERTY; VISCOSITY;

CELL SEPARATION; EQUIPMENT DESIGN; ERYTHROCYTES; ESCHERICHIA COLI; HUMANS; MCF-7 CELLS; MICROFLUIDIC ANALYTICAL TECHNIQUES; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTIES; VISCOSITY;

EID: 84935033286     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00516     Document Type: Article

References (66)

1. Krivacic, R. T.; Ladanyi, A.; Curry, D. N.; Hsieh, H. B.; Kuhn, P.; Bergsrud, D. E.; Kepros, J. F.; Barbera, T.; Ho, M. Y.; Chen, L. B.; Lerner, R. A.; Bruce, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 10501-10504
2. Toner, M.; Irimia, D. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2005, 7, 77
3. Vincent, M. E.; Liu, W.; Haney, E. B.; Ismagilov, R. F. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 974-984
4. Shannon, M. A.; Bohn, P. W.; Elimelech, M.; Georgiadis, J. G.; Marinas, B. J.; Mayes, A. M. Nature 2008, 452, 301-310
5. Giddings, J. C. Science 1993, 260, 1456-1465
6. Xuan, X.; Zhu, J.; Church, C. Microfluid. Nanofluid. 2010, 9, 1-16
7. Nagrath, S.; Sequist, L. V.; Maheswaran, S.; Bell, D. W.; Irimia, D.; Ulkus, L.; Smith, M. R.; Kwak, E. L.; Digumarthy, S.; Muzikansky, A.; Ryan, P.; Balis, U. J.; Tompkins, R. G.; Haber, D. A.; Toner, M. Nature 2007, 450, 1235-1239
8. Lewpiriyawong, N.; Kandaswamy, K.; Yang, C.; Ivanov, V.; Stocker, R. Anal. Chem. 2011, 83, 9579-9585
9. Yamada, M.; Nakashima, M.; Seki, M. Anal. Chem. 2004, 76, 5465-5471
10. Gijs, M. A. M.; Lacharme, F.; Lehmann, U. Chem. Rev. 2009, 110, 1518-1563
11. Pamme, N. Lab Chip 2006, 6, 24-38
12. Wang, M. M.; Tu, E.; Raymond, D. E.; Yang, J. M.; Zhang, H.; Hagen, N.; Dees, B.; Mercer, E. M.; Forster, A. H.; Kariv, I.; Marchand, P. J.; Butler, W. F. Nat. Biotechnol. 2005, 23, 83-87
13. Friend, J.; Yeo, L. Y. Rev. Mod. Phys. 2011, 83, 647-704
14. Laurell, T.; Petersson, F.; Nilsson, A. Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 492-506
15. MacDonald, M. P.; Spalding, G. C.; Dholakia, K. Nature 2003, 426, 421-424
16. Choi, S.; Park, J.-K. Lab Chip 2005, 5, 1161-1167
17. Zhu, J.; Tzeng, T.-R.; Hu, G.; Xuan, X. Microfluid. Nanofluid. 2009, 7, 751-756
18. Zeng, S. J.; Pan, X. Y.; Zhang, Q. Q.; Lin, B. C.; Qin, J. H. Anal. Chem. 2011, 83, 2083-2089
19. Rodriguez, W. R.; Christodoulides, N.; Floriano, P. N.; Graham, S.; Mohanty, S.; Dixon, M.; Hsiang, M.; Peter, T.; Zavahir, S.; Thior, I. PLoS Med. 2005, 2, e182
20. Yamada, M.; Seki, M. Lab Chip 2005, 5, 1233-1239
21. Zhang, X.-B.; Wu, Z.-Q.; Wang, K.; Zhu, J.; Xu, J.-J.; Xia, X.-H.; Chen, H.-Y. Anal. Chem. 2012, 84, 3780-3786
22. Davis, J. A.; Inglis, D. W.; Morton, K. J.; Lawrence, D. A.; Huang, L. R.; Chou, S. Y.; Sturm, J. C.; Austin, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 14779-14784
23. Balvin, M.; Sohn, E.; Iracki, T.; Drazer, G.; Frechette, J. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 078301
24. Di Carlo, D.; Edd, J.; Humphry, K.; Stone, H.; Toner, M. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 094503
25. Asmolov, E. S. J. Fluid Mech. 1999, 381, 63-87
26. Ho, B. P.; Leal, L. G. J. Fluid Mech. 1976, 76, 783-799
27. Leshansky, A. M.; Bransky, A.; Korin, N.; Dinnar, U. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 4
28. Wu, Z.; Willing, B.; Bjerketorp, J.; Jansson, J. K.; Hjort, K. Lab Chip 2009, 9, 1193
29. Mach, A. J.; Di Carlo, D. Biotechnol. Bioeng. 2010, 107, 302-311
30. Hur, S. C.; Henderson-MacLennan, N. K.; McCabe, E. R. B.; Di Carlo, D. Lab Chip 2011, 11, 912-920
31. Sun, J. S.; Li, M. M.; Liu, C.; Zhang, Y.; Liu, D. B.; Liu, W. W.; Hu, G. Q.; Jiang, X. Y. Lab Chip 2012, 12, 3952-3960
32. Sun, J. S.; Liu, C.; Li, M. M.; Wang, J. D.; Xianyu, Y. L.; Hu, G. Q.; Jiang, X. Y. Biomicrofluidics 2013, 7, 011802
33. Zhou, J.; Giridhar, P. V.; Kasper, S.; Papautsky, I. Lab Chip 2013, 13, 1919-1929
34. Kuntaegowdanahalli, S. S.; Bhagat, A. A. S.; Kumar, G.; Papautsky, I. Lab Chip 2009, 9, 2973-2980
35. Kang, K.; Lee, S. S.; Hyun, K.; Lee, S. J.; Kim, J. M. Nat. Commun. 2013, 4, 2567
36. Lim, E. J.; Ober, T. J.; Edd, J. F.; Desai, S. P.; Neal, D.; Bong, K. W.; Doyle, P. S.; McKinley, G. H.; Toner, M. Nat. Commun. 2014, 5, 4120
37. Liu, C.; Hu, G.; Jiang, X.; Sun, J. Lab Chip 2015, 15, 1168-1177
38. Di Carlo, D.; Irimia, D.; Tompkins, R. G.; Toner, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 18892-18897
39. Bruus, H. Theoretical microfluidics; Oxford University Press: Oxford, 2008.
40. Yang, S.; Kim, J. Y.; Lee, S. J.; Lee, S. S.; Kim, J. M. Lab Chip 2011, 11, 266-273
41. Kim, J. Y.; Ahn, S. W.; Lee, S. S.; Kim, J. M. Lab Chip 2012, 12, 2807-2814
42. Nam, J.; Lim, H.; Kim, D.; Jung, H.; Shin, S. Lab Chip 2012, 12, 1347-1354
43. Morozov, A. N.; van Saarloos, W. Phys. Rep. 2007, 447, 112-143
44. Crumeyrolle, O.; Mutabazi, I.; Grisel, M. Phys. Fluids 2002, 14, 1681-1688
45. Stone, P. A.; Waleffe, F.; Graham, M. D. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 208301
46. Karimi, A.; Yazdi, S.; Ardekani, A. M. Biomicrofluidics 2013, 7, 23
47. DAvino, G.; Romeo, G.; Villone, M. M.; Greco, F.; Netti, P. A.; Maffettone, P. L. Lab Chip 2012, 12, 1638-1645
48. Romeo, G.; DAvino, G.; Greco, F.; Netti, P. A.; Maffettone, P. L. Lab Chip 2013, 13, 2802-2807
49. Tirtaatmadja, V.; McKinley, G. H.; Cooper-White, J. J. Phys. Fluids 2006, 18, 043101
50. Doi, M.; Edwards, S. F. The theory of polymer dynamics; Clarendon Press Oxford: Oxford, 1986.
51. Rodd, L. E.; Scott, T. P.; Boger, D. V.; Cooper-White, J. J.; McKinley, G. H. J. Non-Newton. Fluid Mech. 2005, 129, 1-22
52. Gauthier, F.; Goldsmith, H. L.; Mason, S. G. J. Rheol. 1971, 15, 297-330
53. Huang, P. Y.; Joseph, D. D. J. Non-Newton. Fluid Mech. 2000, 90, 159-185
54. Huang, P. Y.; Feng, J.; Hu, H. H.; Joseph, D. D. J. Fluid Mech. 1997, 343, 73-94
55. Lee, D. J.; Brenner, H.; Youn, J. R.; Song, Y. S. Sci. Rep. 2013, 3, 3258
56. Dhahir, S. A.; Walters, K. J. Rheol. 1989, 33, 781-804
57. Cha, S.; Kang, K.; You, J.; Im, S.; Kim, Y.; Kim, J. Rheol. Acta 2014, 1-7
58. Carew, E. O. A.; Townsend, P. Rheol. Acta 1991, 30, 58-64
59. Del Giudice, F.; Romeo, G.; DAvino, G.; Greco, F.; Netti, P. A.; Maffettone, P. L. Lab Chip 2013, 13, 4263-4271
60. Villone, M. M.; DAvino, G.; Hulsen, M. A.; Greco, F.; Maffettone, P. L. J. Non-Newton. Fluid Mech. 2013, 195, 1-8
61. Yang, S.; Lee, S. S.; Ahn, S. W.; Kang, K.; Shim, W.; Lee, G.; Hyun, K.; Kim, J. M. Soft Matter 2012, 8, 5011-5019
62. Zhou, J.; Papautsky, I. Lab Chip 2013, 13, 1121-1132
63. Amini, H.; Sollier, E.; Weaver, W. M.; Di Carlo, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 11593-11598
64. Bhagat, A. A. S.; Hou, H. W.; Li, L. D.; Lim, C. T.; Han, J. Lab Chip 2011, 11, 1870-1878
65. Hur, S. C.; Tse, H. T. K.; Di Carlo, D. Lab Chip 2010, 10, 274-280
66. Welty, J. R.; Wicks, C. E.; Rorrer, G.; Wilson, R. E. Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer; John Wiley & Sons: Hoboken, 2009.