誘電泳動法を用いた寄生虫の高度に局在化した濃縮

Highly Localized Enrichment of Parasites Using Dielectrophoresis.

• Devin Keck
• Callie Stuart
• Josie Duncan
• Emily Gullette
• Rodrigo Martinez-Duarte

抄録

ヒトアフリカトリパノソーマ症（HAT）は、睡眠病としても知られており、サハラ以南のアフリカの農村部に風土病として蔓延している媒介性の無視された熱帯病である。現在の感染農村地域における早期発見方法は、一般的に血清学的検査であるトリパノソーマ症カード凝集検査（CATT）を用いた一般的なスクリーニングから始まります。しかし、トリパノソーマ症の確認には、原因となる寄生虫を直接観察することが重要であることに変わりはない。ここでは、特定の場所に寄生している寄生虫を濃縮するために誘電泳動法（DEP）を用いて、将来の診断法での寄生虫の同定を容易にする方法を紹介する。DEPとは、特定の大きさ、位相、周波数の電界勾配に寄生虫を曝露したときに、選択的に寄生虫に誘導できる物理的な動きのことである。私たちの研究の長期的な目標は、DEPを使用して、サンプル中の他のすべての細胞を溶出させながら、特定の場所で選択的にトラップし、濃縮することです。これにより、サンプルをスキャンすることに依存する代わりに決定された特定の場所における寄生虫の存在を特徴付けることができる診断テストを可能にするであろう。ここで発表された研究では、チタンマイクロ電極のアレイを使用して、特定の場所に寄生している寄生虫を50秒で780％という高い濃縮につながる条件の特徴付けを報告します。

Human African trypanosomiasis (HAT), also known as sleeping sickness, is a vector-borne neglected tropical disease endemic to rural sub-Saharan Africa. Current methods of early detection in the affected rural communities generally begin with general screening using the card agglutination test for trypanosomiasis (CATT), a serological test. However, the gold standard for confirmation of trypanosomiasis remains the direct observation of the causative parasite, . Here, we present the use of dielectrophoresis (DEP) to enrich parasites in specific locations to facilitate their identification in a future diagnostic assay. DEP refers to physical movement that can be selectively induced on the parasites when exposing them to electric field gradients of specific magnitude, phase and frequency. The long-term goal of our work is to use DEP to selectively trap and enrich in specific locations while eluting all other cells in a sample. This would allow for a diagnostic test that enables the user to characterize the presence of parasites in specific locations determined instead of relying on scanning a sample. In the work presented here, we report the characterization of the conditions that lead to high enrichment, 780% in 50 s, of the parasite in specific locations using an array of titanium microelectrodes.