Geavanceerde bemonstering, representatie en classificatie methodologieën voor interferentie-gebaseerde real-time celsortering (FWOAL784)

Flowcytometrie is een werkpaard in life sciences omdat het de enige tool is die individuele cellen met hoge doorvoer en minimale hands-on-tijd kan inspecteren en sorteren. Instrumenten op de markt zijn groot en duur, wat resulteert in lange wachttijden en het voorkomen van het wijdverspreide gebruik ervan in de hematologie en in klinische routinediagnostiek. Belemmeringen die cytometrie-miniaturisatie voorkomen zijn: 1) de kostbare en vervelende assemblage van optische componenten en 2) het gebrek aan oplossingen voor snelle fluïde celsortering. In een vorig project hebben we een innovatieve high-throughput benadering voor cytometrie voorgesteld. We combineren lensvrije - d.w.z. holografische - digitale beeldvorming van cellen op een hoge snelheid CMOS actieve optische pixelmatrix geïntegreerd met een hoog gepolariseerde microfluïdische ruggengraat die cellen stuurt naar verschillende uitlaten met behulp van ultrasnelle thermische bubbelactivering. Lensfree celsorteermachines kunnen worden gerealiseerd in een goedkoop en compact platform, omdat alle optomechanische componenten worden vervangen door nano-elektronica, geavanceerde beeldvorming en signaalverwerkingstechnologie. De haalbare doorvoer zal afhangen van de efficiënte implementatie van celclassificatie, vandaar dat dit project zich ook richt op neuro-evolutionaire algoritmen en op reservoircomputers gebaseerde principes om de nauwkeurigheid van het systeem te vergroten. We zullen daardoor een sortering op hoge doorvoer mogelijk maken, beginnend met milliliter volbloed in enkele minuten met veel toepassingen in de levenswetenschappen en klinische diagnostiek van ziekten op het niveau van een enkele cel.

Trefwoorden:Flow Cytometry

Disciplines:Systeemtheorie, -modellering en -identificatie