Dark-Pi Imaging System Permits Open-Source Label-Free Microfluidic Monitoring of Platelet Aggregation by Cellular Light Scattering
SENSORS, vol.26, no.14, pp.1, 2026 (SCI-Expanded, Scopus)
- Publication Type: Article / Article
- Volume: 26 Issue: 14
- Publication Date: 2026
- Doi Number: 10.3390/s26144326
- Journal Name: SENSORS
- Journal Indexes: Academic Search Ultimate (EBSCO), Biomedical Reference Collection: Corporate Edition (EBSCO), Health Research Premium Collection (ProQuest), Scopus, Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED), Compendex, EMBASE, INSPEC, MEDLINE, Directory of Open Access Journals
- Page Numbers: pp.1
- Open Archive Collection: AVESIS Open Access Collection
- Kütahya Health Sciences University Affiliated: Yes
Abstract
Measuring platelet function is important for patient stratification to judge bleeding vs. thrombotic risk and for research into antiplatelet drugs to prevent cardiovascular disease. Variability in platelet function is not fully understood, and large studies of inter-individual variation are making gradual progress using laboratory measurements, but rapid and high-performance hematological tests are also needed. We present here a novel microfluidic technology for platelet function analysis that images light scatter by platelets, using a low-cost, open-source, high-throughput and customizable darkfield imaging system called Dark-Pi. The hardware consists of a camera and a simple LED light source controlled by a Raspberry Pi, with 3D-printed parts. Using the Dark-Pi, platelet aggregation was imaged within adenosine 5′-diphosphate-loaded microcapillaries, revealing clearly visible patterns. This darkfield cellular light scatter approach was previously developed for bacterial cells, and here we adapted and optimized it for directly monitoring platelet aggregation. Capturing high-quality time-resolved images of platelets undergoing activation within microcapillaries allowed us to measure changes in light scattering in platelet-rich plasma that correspond with aggregation measured using conventional laboratory methods. This novel prototype system shows that this approach may have potential for use in large-scale studies of platelet function, combining simplicity with low-cost components and using a disposable dip-and-test microfluidic format.
Trombosit fonksiyonunun ölçülmesi, kanama ve trombotik riskin değerlendirilmesinde hasta sınıflandırması için ve kardiyovasküler hastalıkları önlemeye yönelik antitrombosit ilaç araştırmaları için önemlidir. Trombosit fonksiyonundaki değişkenlik henüz tam olarak anlaşılmamıştır. Bireyler arası farklılıkları inceleyen büyük ölçekli çalışmalar laboratuvar ölçümleri kullanılarak kademeli olarak ilerlemektedir; ancak hızlı ve yüksek performanslı hematolojik testlere de ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, trombositlerden kaynaklanan ışık saçılımını görüntüleyen yeni bir mikroakışkan trombosit fonksiyon analiz teknolojisi sunuyoruz. Bu teknoloji, Dark-Pi adı verilen düşük maliyetli, açık kaynaklı, yüksek verimli ve özelleştirilebilir bir karanlık alan görüntüleme sistemi kullanmaktadır. Donanım; bir kamera, Raspberry Pi ile kontrol edilen basit bir LED ışık kaynağı ve 3B yazıcı ile üretilmiş parçalardan oluşmaktadır. Dark-Pi kullanılarak, adenozin 5′-difosfat yüklü mikrokapiller içinde trombosit agregasyonu görüntülenmiş ve belirgin şekilde görülebilen desenler elde edilmiştir. Bu karanlık alan hücresel ışık saçılımı yaklaşımı daha önce bakteriyel hücreler için geliştirilmiş olup, bu çalışmada trombosit agregasyonunun doğrudan izlenmesi için uyarlanmış ve optimize edilmiştir. Mikrokapiller içinde aktivasyon sürecindeki trombositlerin yüksek kaliteli ve zamana bağlı görüntülerinin alınması, trombositten zengin plazmada ışık saçılımındaki değişimlerin ölçülmesini sağlamıştır. Bu değişimler, geleneksel laboratuvar yöntemleriyle ölçülen agregasyon bulgularıyla uyumludur. Bu yeni prototip sistem, basitlik, düşük maliyetli bileşenler ve tek kullanımlık “daldır ve test et” mikroakışkan formatı bir araya getirerek, trombosit fonksiyonunun büyük ölçekli çalışmalarda incelenmesi için potansiyel taşıyabileceğini göstermektedir.