Mechanical Characterization of the Erythrocyte Membrane Using a Capacitor-Based Technique.

capacitor elasticity erythrocyte mechanical properties microfluidics optical tweezers stiffness stiffness constant

Journal

Micromachines
ISSN: 2072-666X
Titre abrégé: Micromachines (Basel)
Pays: Switzerland
ID NLM: 101640903

Informations de publication

Date de publication:
28 Apr 2024
Historique:
received: 29 03 2024
revised: 22 04 2024
accepted: 24 04 2024
medline: 25 5 2024
pubmed: 25 5 2024
entrez: 25 5 2024
Statut: epublish

Résumé

Pathological processes often change the mechanical properties of cells. Increased rigidity could be a marker of cellular malfunction. Erythrocytes are a type of cell that deforms to squeeze through tiny capillaries; changes in their rigidity can dramatically affect their functionality. Furthermore, differences in the homeostatic elasticity of the cell can be used as a tool for diagnosis and even for choosing the adequate treatment for some illnesses. More accurate types of equipment needed to study biomechanical phenomena at the single-cell level are very costly and thus out of reach for many laboratories around the world. This study presents a simple and low-cost technique to study the rigidity of red blood cells (RBCs) through the application of electric fields in a hand-made microfluidic chamber that uses a capacitor principle. As RBCs are deformed with the application of voltage, cells are observed under a light microscope. From mechanical force vs. deformation data, the elastic constant of the cells is determined. The results obtained with the capacitor-based method were compared with those obtained using optical tweezers, finding good agreement. In addition,

Identifiants

pubmed: 38793163
pii: mi15050590
doi: 10.3390/mi15050590
pii:
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Subventions

Organisme : Sistema Nacional de Investigación (SNI), Panamá
ID : SNI 2015-2018
Organisme : Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación
ID : FID14-174, FID17-213

Auteurs

Doriana Dorta (D)

Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología, Universidad de Panamá, Panama City 06001-01103, Panama.
Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades, Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT AIP), Ciudad del Saber, Panama City 1843-01103, Panama.

Carlos Plazaola (C)

Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Tecnológica de Panamá, Panama City 0819-07289, Panama.

Jafeth Carrasco (J)

Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades, Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT AIP), Ciudad del Saber, Panama City 1843-01103, Panama.

Maria F Alves-Rosa (MF)

Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades, Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT AIP), Ciudad del Saber, Panama City 1843-01103, Panama.

Lorena M Coronado (LM)

Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades, Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT AIP), Ciudad del Saber, Panama City 1843-01103, Panama.

Ricardo Correa (R)

Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades, Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT AIP), Ciudad del Saber, Panama City 1843-01103, Panama.

Maytee Zambrano (M)

Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Panamá, Panama City 0819-07289, Panama.
Centro de Estudios Multidisciplinarios en Ciencias, Ingeniería y Tecnología (CEMCIT-AIP), Panama City 0819-07289, Panama.

Braulio Gutiérrez-Medina (B)

Advanced Materials Division, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica A. C. (IPICYT), San Luis Potosí 78216, Mexico.

Erick Sarmiento-Gómez (E)

Departamento de Ingeniería Física, División de Ciencias e Ingenierías, Campus León, Universidad de Guanajuato, Guanajuato 37320, Mexico.

Carmenza Spadafora (C)

Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades, Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT AIP), Ciudad del Saber, Panama City 1843-01103, Panama.

Guadalupe Gonzalez (G)

Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Panamá, Panama City 0819-07289, Panama.
Centro de Estudios Multidisciplinarios en Ciencias, Ingeniería y Tecnología (CEMCIT-AIP), Panama City 0819-07289, Panama.

Classifications MeSH