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01.09.2018 | INSTRUMENT DEVELOPMENT AND DEVICES FOR PRACTICAL APPLICATIONS | Ausgabe 9/2018

Technical Physics 9/2018

The Single Cells and Cell Populations Viability Estimation in vitro by the Time-Domain Impedance Spectroscopy

Zeitschrift:
Technical Physics > Ausgabe 9/2018
Autor:
D. D. Stupin
Wichtige Hinweise
1The article was translated by the authors.

Abstract

In the present study, we investigate the sensitivity and applicability of the time-domain electrical impedance spectroscopy (EIS) techniques, namely Fourier-EIS and adaptive filtering based EIS (AF-EIS), for studying cells' populations and single living cells in natural physiological environment in vitro. Using ultra-violet radiation for decreasing cell life-span we demonstrate the possibility to distinguish the living cells' population from the dead cells by both Fourier-EIS and AF-EIS. However, determining the viability of the single cell requires significant sensitivity, which is inaccessible with the conventional Fourier-EIS contrary to AF-EIS. The latter result stems from the high noise immunity of the AF-EIS, which also makes it possible to provide the measurements using the safe for cells 15-mV excitation voltage and 10–100 nA current response. The developed single-cell AF-EIS approach opens a direct roadmap for creating accurate, robust, and easy to implement toxin and radiation hazard sensors with the living cell as an acting element and proposes a solution for actual ecological and healthcare problems.

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