1. Microfluidics for minute DNA sample analysis: open challenges for genetic testing of cell-free circulating DNA in blood plasma
- Author
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Pierre Joseph, Aurélien Bancaud, Rémi Malbec, Thierry Leichle, Jean Cacheux, Pierre Cordelier, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Institut de médecine moléculaire de Rangueil (I2MR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IFR150-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)- Institut Fédératif de Recherche Bio-médicale Institution (IFR150)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANR-16-CE18-0028,MicroLAS,µ-Laboratoire d'Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d'un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères(2016), Équipe MICrosystèmes d'Analyse (LAAS-MICA), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Centre de Recherche en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Équipe Microsystèmes électromécaniques ( LAAS-MEMS ), Institut de médecine moléculaire de Rangueil ( I2MR ), Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IFR150-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) more...
- Subjects
0301 basic medicine ,[PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph] ,Microfluidics ,lcsh:TK7800-8360 ,Cell free ,Computational biology ,Biology ,03 medical and health sciences ,chemistry.chemical_compound ,0302 clinical medicine ,lcsh:Technology (General) ,Blood plasma ,medicine ,Electrical and Electronic Engineering ,Cell-free circulating DNA ,Genetic testing ,medicine.diagnostic_test ,lcsh:Electronics ,Dna concentration ,Condensed Matter Physics ,DNA concentration ,Body fluid nucleic acid biomarkers ,Atomic and Molecular Physics, and Optics ,3. Good health ,Surfaces, Coatings and Films ,Electronic, Optical and Magnetic Materials ,030104 developmental biology ,chemistry ,DNA separation ,030220 oncology & carcinogenesis ,lcsh:T1-995 ,Circulating DNA ,[ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,DNA - Abstract
Genetic testing based on the analysis of circulating cell-free DNA (cfDNA) in body fluids, especially blood plasma, is raising interest for the management and follow-up of many diseases, including cancer. Because the concentration of cfDNA is low and its composition mostly degraded, this material can only be assayed with the most sensitive nucleic acid processing technologies. cfDNA analysis therefore constitutes a model target and a driving force for innovation in microfluidic biotechnologies. Here, we overview the main physico-chemical characteristics of cfDNA, and provide a critical review on the different methods for its processing out of blood samples. Then, we describe recent microfluidic developments for high sensitivity DNA analysis, evaluate their practical relevance for cfDNA analysis, and identify a few challenges for technologists in the near future. Keywords: Cell-free circulating DNA, Body fluid nucleic acid biomarkers, DNA separation, DNA concentration more...
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- 2018
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