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Electricity for Fluidics and Bio-Devices

Authors :
Thi Hong Nhung Dinh
Stéphane Serfaty
Marie Frénéa-Robin
Bruno Le Pioufle
Sung Jae Kim
Pierre-Yves Joubert
Hyomin Lee
Jeju National University (KOREA)
Seoul National University [Seoul] (SNU)
Ampère, Département Bioingénierie (BioIng)
Ampère (AMPERE)
École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut d'Alembert (IDA)
École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS)
Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME)
Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N)
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Barbillon G.
Bosseboeuf A.
Chun K.
Ferrigno R.
Français O. (eds)
Source :
Engineering of Micro/Nano Biosystems: Fundamentals & Applications, Barbillon G., Bosseboeuf A., Chun K., Ferrigno R., Français O. (eds). Engineering of Micro/Nano Biosystems: Fundamentals & Applications, Springer, pp.235-308, 2020, ⟨10.1007/978-981-13-6549-2_6⟩, Engineering of Micro/Nano Biosystems ISBN: 9789811365485
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

This chapter is focused on biomaterial interaction with electromagnetic fields. It gives a wide and deep introduction of biological medium and their electromagnetic properties, which can be used to sense and analyze tissue or cells within lab-on-chip. It consists of three complementary parts. A recall of electrokinetics laws is done and is applied to biological medium (electrolyte with fluid motion) in the first section. The scaling factor towards nano-scale is highlighted considering the ionic concentration distribution. The second section deals with dielectrophoresis forces (DEP), which results from the cell polarization under non-uniform electric field. The dielectric modeling of cells and their DEP response are depicted. Taking benefits of cell dielectric behavior, the applications such as cell sorting, trapping and characterization with electrorotation are presented. The last section introduces the biomaterial behavior at radiofrequency range (from MHz up to several tens of GHz). Applications using thee relaxation times occurring at such high frequency are described to sense or characterize biological medium. Electric Impedance Spectroscopy and Radio-Frequency devices are thus introduced.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Engineering of Micro/Nano Biosystems: Fundamentals & Applications, Barbillon G., Bosseboeuf A., Chun K., Ferrigno R., Français O. (eds). Engineering of Micro/Nano Biosystems: Fundamentals & Applications, Springer, pp.235-308, 2020, ⟨10.1007/978-981-13-6549-2_6⟩, Engineering of Micro/Nano Biosystems ISBN: 9789811365485
Accession number :
edsair.doi.dedup.....96af858507194fcbf2068bac734f40a3