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Accès ouvert déclaré 2026 article

Suppressing Blood-Cell Migration Lag via Dean-Cycle Phase Regulation Enables High-Purity CTC Enrichment in an Inertial Microfluidic Array

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Circulating tumor cells (CTCs) are valuable liquid-biopsy biomarkers, yet their extreme rarity makes high-purity, high-throughput enrichment challenging. In spiral inertial microfluidics, high cell loading induces long-range hydrodynamic interactions that broaden the focused blood-cell stream; consequently, a subpopulation completes the ~0.5 and ~1.0 Dean-cycle migrations with a phase delay, compressing the CTC–blood cell gap and degrading purity. Here we propose a Dean-cycle phase-regulated double-spiral design informed by this phenomenon. This design aims to mitigate the stream-broadening effect by boosting the Dean number during the first half-cycle to promote synchronized blood-cell migration and shifting the CTC equilibrium position near one full cycle to further widen the CTC–blood cell separation. We implement this strategy in a second-generation double-spiral microfluidic chip (SDMC) and scale it to a four-channel parallel array (ASDMC). Under optimized conditions, ASDMC processes diluted whole blood (hematocrit = 4%) without the need for red blood cell (RBC) lysis or antibody labeling, achieving a sample throughput of 1200 μL·min−1. Specifically, it exhibits a mean recovery rate of 98.8% across three spiked tumor cell lines (MCF-7, PC-9, and Mahlavu) and a mean white blood cell (WBC) depletion efficiency of 93.3%. In a pilot clinical testing of 20 patients (NSCLC and HCC), enriched fractions enabled immunofluorescence identification of CK+CD45−DAPI+ CTCs, with an exploratory trend of increasing CTC counts with advanced disease stage (4–34 cells·mL−1). These results describe a scalable, label-free platform, and the observed purification performance aligns with our proposed mechanism: Dean-cycle phase regulation to mitigate blood-cell migration lag. Our findings support further technical validation and clinical assessment in larger cohorts.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Suppressing Blood-Cell Migration Lag via Dean-Cycle Phase Regulation Enables High-Purity CTC Enrichment in an Inertial Microfluidic Array
Date Crossref
03/04/2026
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Army Medical University Department of Biomedical Materials Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Daping Hospital pays non établi dans la notice
    Établissement de santé

Department of Biomedical Materials Science — Army Medical University et Daping Hospital.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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