◎ Mikroswiċċijiet għall-Immaniġġjar tal-Likwidi Versatili u Affidabbli On-Demand

Grazzi talli żort www.chinacdoe.com.Il-verżjoni tal-browser li qed tuża għandha appoġġ limitat għal CSS.Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer).Sadanittant, biex niżguraw appoġġ kontinwu, aħna se nirrendu s-sit mingħajr stili u JavaScript.

Sistemi Lab-on-a-chip b'kapaċitajiet fuq il-post joffru l-potenzjal għal dijanjosi rapida u preċiża u huma utli f'ambjenti ristretti mir-riżorsi fejn tagħmir bijomediku u professjonisti mħarrġa mhumiex disponibbli.Madankollu, il-ħolqien ta 'sistema ta' ttestjar fil-punt tal-kura li simultanjament għandha l-karatteristiċi kollha meħtieġa għal tqassim multifunzjonali, rilaxx fuq talba, prestazzjoni affidabbli u ħażna fit-tul tar-reaġenti tibqa 'sfida kbira.Hawnhekk niddeskrivu teknoloġija ta 'swiċċ mikro ta' l-ivvjaġġar li taħdem bil-lieva li tista 'timmanipula fluwidi fi kwalunkwe direzzjoni, tipprovdi rispons preċiż u proporzjonali għall-pressjoni ta' l-arja applikata, u tibqa 'stabbli kontra movimenti u vibrazzjonijiet f'daqqa.Ibbażat fuq it-teknoloġija, niddeskrivu wkoll l-iżvilupp ta’ sistema ta’ reazzjoni tal-katina tal-polimerażi li tintegra l-introduzzjoni tar-reaġent, it-taħlit u l-funzjonijiet ta’ reazzjoni kollha fi proċess wieħed, li twettaq prestazzjoni ta’ “kampjun-in-answer-out” għall-kampjuni kliniċi tal-imnieħer kollha minn 18-il pazjent bi Influwenza u 18-il kontroll individwali, f'konkordanza tajba tal-intensità tal-fluworexxenza ma' reazzjoni standard tal-katina tal-polimerażi (koeffiċjenti Pearson > 0.9).Ibbażat fuq it-teknoloġija, niddeskrivu wkoll l-iżvilupp ta 'sistema ta' reazzjoni tal-katina tal-polimerażi li tintegra l-introduzzjoni tar-reaġent, it-taħlit u l-funzjonijiet ta 'reazzjoni kollha fi proċess wieħed, li twettaq prestazzjoni "kampjun-in-answer-out" għall-kampjuni kliniċi nażali kollha minn 18-il pazjent bl-Influwenza u 18-il kontroll individwali, f'konkordanza tajba tal-intensità tal-fluworexxenza ma' reazzjoni standard tal-katina tal-polimerażi (koeffiċjenti Pearson > 0.9).Основываясь на этой технологии, мы также описываем разработку системы полимеразной церазной цеработку системы полимеразной церологии единяет функции ведения реагентов, смешивания и реакции в одном процессе, что обеспеч-беспеч вивессе ответ-выход» для всех клинических образцов из носа от 18 пациентов с Грипп и 18 отдельных контролей, в хорошем соответствии интенсивности флуоресценции со станодарой станоствии еакцией (коэффициенты Пирсона> 0,9).Ibbażat fuq din it-teknoloġija, niddeskrivu wkoll l-iżvilupp ta 'sistema ta' reazzjoni tal-katina tal-polimerażi li tgħaqqad il-funzjonijiet ta 'injezzjoni, taħlit, u reazzjoni fi proċess wieħed, li tippermetti kampjun-in-response-out għall-kampjuni nażali kliniċi kollha minn 18-il pazjent tal-influwenza.u 18-il kontroll individwali, bi qbil tajjeb mal-intensità standard tal-fluworexxenza tar-reazzjoni tal-katina tal-polimerażi (koeffiċjenti ta 'Pearson> 0.9).Ibbażat fuq din it-teknoloġija, niddeskrivu wkoll l-iżvilupp ta 'sistema ta' reazzjoni tal-katina tal-polimerażi li tintegra funzjonijiet ta 'injezzjoni ta' reaġent, taħlit u reazzjoni biex tanalizza l-kampjuni nażali kliniċi kollha minn 18-il kampjun ta 'pazjent nażali fil-kampjun. Influwenza u 18-il kontroll individwali, intensità tal-fluworexxenza mqabbla tajjeb b'reazzjoni standard tal-katina tal-polimerażi (koeffiċjent ta 'Pearson> 0.9).Il-pjattaforma proposta tiggarantixxi awtomazzjoni affidabbli tal-analiżi bijomedika u għalhekk tista 'tħaffef il-kummerċjalizzazzjoni ta' firxa ta 'tagħmir għall-ittestjar fil-punt tal-kura.
Mard emerġenti tal-bniedem, bħall-pandemija tal-COVID-19 tal-2020 li ħasdet il-ħajja ta’ miljuni ta’ nies, huwa ta’ theddida serja għas-saħħa globali u għaċ-ċiviltà umana1.L-iskoperta bikrija, rapida u preċiża tal-mard hija kritika biex tikkontrolla t-tixrid tal-virus u ttejjeb ir-riżultati tat-trattament.Ekosistema dijanjostika ewlenija bbażata fuq laboratorji ċentralizzati fejn il-kampjuni tat-test jintbagħtu lil sptarijiet jew kliniċi dijanjostiċi u mmexxija minn professjonisti bħalissa qed tirrestrinġi l-aċċess għal kważi 5.8 biljun ruħ madwar id-dinja, speċjalment dawk li jgħixu f'ambjenti ristretti mir-riżorsi.fejn hemm nuqqas ta’ tagħmir bijomediku għali u speċjalisti kwalifikati.kliniċisti 2. Għalhekk, hemm bżonn urġenti li tiġi żviluppata sistema lab-on-a-chip rħas u faċli għall-utent b'kapaċità ta' ttestjar tal-punt tal-kura (POCT) li tista' tipprovdi lill-kliniċi b'informazzjoni dijanjostika f'waqtha biex jieħdu deċiżjonijiet ta' dijanjosi infurmati. .u trattament 3.
Il-linji gwida tal-Organizzazzjoni Dinjija tas-Saħħa (WHO) jiddikjaraw li POCT ideali għandu jkun affordabbli, faċli għall-utent (faċli biex jintuża b’taħriġ minimu), preċiż (tevita negattivi foloz jew pożittivi foloz), veloċi u affidabbli (jipprovdi proprjetajiet ta’ ripetibbiltà tajba), u kunsinnabbli (kapaċi għal ħażna fit-tul u faċilment disponibbli għall-utenti finali)4.Biex jissodisfaw dawn ir-rekwiżiti, is-sistemi POCT għandhom jipprovdu l-karatteristiċi li ġejjin: dożaġġ versatili biex jitnaqqas l-intervent manwali, rilaxx fuq talba għall-iskala tat-trasport tar-reaġent għal riżultati tat-test preċiżi, u prestazzjoni affidabbli biex tiflaħ il-vibrazzjoni ambjentali.Bħalissa, l-aktar apparat POCT użat huwa l-istrixxa tal-fluss laterali5,6 li tikkonsisti f'diversi saffi ta 'membrani nitrocellulose porużi li jimbuttaw ammont żgħir ħafna ta' kampjun 'il quddiem, jirreaġixxu b'reaġenti pre-immobilizzati b'forza kapillari.Għalkemm għandhom il-vantaġġ ta 'spiża baxxa, faċilità ta' użu, u riżultati rapidi, apparat POCT ibbażat fuq strippi tal-fluss jistgħu jintużaw biss għal testijiet bijoloġiċi (eż., testijiet tal-glukożju7,8 u testijiet tat-tqala9,10) mingħajr ma jeħtieġu analiżi f'diversi stadji.reazzjonijiet (eż. tagħbija ta' reaġenti multipli, taħlit, multiplexing).Barra minn hekk, il-forzi li jmexxu li jikkontrollaw il-moviment tal-fluwidu (jiġifieri, forzi kapillari) ma jipprovdux konsistenza tajba, speċjalment bejn lottijiet, li jirriżultaw f'riproduċibbiltà fqira11 u jagħmlu meded ta 'fluss laterali primarjament utli għal skoperta tajba12,13.
Kapaċità ta 'manifattura estiża fil-mikro- u nanoskala ħolqu opportunitajiet għall-iżvilupp ta' apparati POCT mikrofluwidiċi għal kejl kwantitattiv14,15,16,17.Billi taġġusta l-proprjetajiet tal-interface 18, 19 u l-ġeometrija tal-kanali 20, 21, 22, il-forza kapillari u r-rata tal-fluss ta 'dawn l-apparati jistgħu jiġu kkontrollati.Madankollu, l-affidabbiltà tagħhom, speċjalment għal likwidi mxarrba ħafna, tibqa 'inaċċettabbli minħabba ineżattezzi tal-manifattura, difetti materjali, u sensittività għall-vibrazzjonijiet ambjentali.Barra minn hekk, peress li jinħoloq fluss kapillari fl-interface likwidu-gass, l-ebda fluss addizzjonali ma jista 'jiġi introdott, speċjalment wara li jimtela l-kanal mikrofluwidiku b'likwidu.Għalhekk, għal sejbien aktar kumpless, għandhom isiru diversi passi ta 'injezzjoni tal-kampjun24,25.
Fost l-apparati mikrofluwidi, apparati mikrofluwidi ċentrifugali bħalissa huma waħda mill-aħjar soluzzjonijiet għal POCT26,27.Il-mekkaniżmu tas-sewqan tiegħu huwa vantaġġuż peress li l-forza tas-sewqan tista 'tiġi kkontrollata billi tiġi aġġustata l-veloċità rotazzjonali.Madankollu, l-iżvantaġġ huwa li l-forza ċentrifugali hija dejjem diretta lejn it-tarf ta 'barra tal-apparat, li jagħmilha diffiċli biex jiġu implimentati r-reazzjonijiet f'diversi stadji meħtieġa għal analiżi aktar kumplessi.Għalkemm forzi addizzjonali li jmexxu (eż. kapillari 28, 29 u ħafna oħrajn 30, 31, 32, 33, 34, 35) minbarra l-forza ċentrifugali huma introdotti għal dożaġġ multifunzjonali, trasferiment ta’ likwidu mhux previst xorta jista’ jseħħ minħabba li dawn il-forzi addizzjonali huma ġeneralment ordnijiet ta 'kobor aktar baxx mill-forza ċentrifugali, li tagħmilhom effettivi biss fuq meded operattivi żgħar jew mhux disponibbli fuq talba b'rilaxx ta' likwidu.L-inkorporazzjoni ta 'manipulazzjonijiet pnewmatiċi f'mikrofluwidi ċentrifugali bħal metodi kinetiċi ċentrifugali 36, 37, 38, metodi termopnewmatiċi 39 u metodi pnewmatiċi attivi 40 wera li hija alternattiva attraenti.Bl-approċċ kontrofugodinamiku, kavità addizzjonali u mikrokanali ta 'konnessjoni huma integrati fl-apparat kemm għal azzjoni esterna kif ukoll interna, għalkemm l-effiċjenza tal-ippumpjar tagħha (fil-medda minn 75% sa 90%) hija dipendenti ħafna fuq in-numru ta' ċikli ta 'ppumpjar u l-viskożità. tal-likwidu.Fil-metodu termopnewmatiku, il-membrana tal-latex u l-kamra tat-trasferiment tal-fluwidu huma ddisinjati speċifikament biex jissiġillaw jew jerġgħu jiftħu d-daħla meta l-volum tal-arja maqbuda jissaħħan jew jitkessaħ.Madankollu, is-sistema tat-tisħin/tkessiħ tintroduċi problemi ta' rispons bil-mod u tillimita l-użu tagħha f'assaġġi termosensittivi (eż., amplifikazzjoni tar-reazzjoni tal-katina tal-polimerażi (PCR).B'approċċ pnewmatiku attiv, ir-rilaxx fuq talba u l-moviment 'il ġewwa jinkisbu permezz tal-applikazzjoni simultanja ta' pressjoni pożittiva u veloċitajiet rotazzjonali mqabbla b'mod preċiż minn muturi ta 'veloċità għolja.Hemm approċċi oħra ta 'suċċess li jużaw biss attwaturi pnewmatiċi (pressjoni pożittiva 41, 42 jew pressjoni negattiva 43) u disinji ta' valv normalment magħluqa.Billi tiġi applikata suċċessivament pressjoni fil-kamra pnewmatika, il-likwidu jiġi ppumpjat 'il quddiem b'mod peristaltiku, u l-valv normalment magħluq jipprevjeni l-fluss lura tal-likwidu minħabba peristalsi, u b'hekk jiġu realizzati operazzjonijiet likwidi kumplessi.Madankollu, bħalissa hemm biss numru limitat ta 'teknoloġiji mikrofluwidi li jistgħu jwettqu operazzjonijiet likwidi kumplessi f'apparat POCT wieħed, inkluż tqassim multi-funzjonali, rilaxx fuq talba, prestazzjoni affidabbli, ħażna fit-tul, immaniġġjar ta' likwidi ta 'viskożità għolja, u manifattura kosteffettiva.Kollha fl-istess ħin.In-nuqqas ta 'operazzjoni funzjonali f'diversi stadji jista' jkun ukoll waħda mir-raġunijiet għaliex biss ftit prodotti kummerċjali POCT bħal Cepheid, Binx, Visby, Cobas Liat, u Rhonda ġew introdotti b'suċċess fis-suq miftuħ sal-lum.
F'dan id-dokument, nipproponu attwatur mikrofluwidi pnewmatiku bbażat fuq it-teknoloġija tal-mikro swiċċ taċ-ċirku aħdar (FAST).FAST jgħaqqad il-proprjetajiet kollha meħtieġa fl-istess ħin għal firxa wiesgħa ta 'reaġenti minn mikrolitri għal millilitri.FAST jikkonsisti minn membrani elastiċi, lievi u blokki.Mingħajr l-applikazzjoni tal-pressjoni tal-arja, il-membrani, il-lievi u l-blokki jistgħu jingħalqu sewwa u l-likwidu ġewwa jista 'jinħażen għal żmien twil.Meta tiġi applikata pressjoni xierqa u aġġustata għat-tul tal-lieva, id-dijaframma tespandi u timbotta l-lieva għall-pożizzjoni miftuħa, u tħalli l-fluwidu jgħaddi.Dan jippermetti kejl multifunzjonali ta 'likwidi b'mod kaskata, simultanju, sekwenzjali jew selettiv.
Aħna żviluppajna sistema PCR bl-użu ta 'FAST biex niġġenera riżultati ta' rispons fil-kampjun għall-iskoperta tal-viruses tal-influwenza A u B (IAV u IBV).Ksibna limitu aktar baxx ta 'skoperta (LOD) ta' 102 kopji/mL, l-assaġġ multiplex tagħna wera speċifiċità għal IAV u IBV u ppermetta patotipi tal-virus tal-influwenza.Ir-riżultati tal-ittestjar kliniċi bl-użu tal-kampjun tal-imnieħer tampun minn 18-il pazjent u 18-il individwu b'saħħtu juru konkordanza tajba fl-intensità tal-fluworexxenza ma' RT-PCR standard (koeffiċjenti Pearson > 0.9).Ir-riżultati tal-ittestjar kliniċi bl-użu tal-kampjun tal-imnieħer tampun minn 18-il pazjent u 18-il individwu b'saħħtu juru konkordanza tajba fl-intensità tal-fluworexxenza ma' RT-PCR standard (koeffiċjenti Pearson > 0.9).Результаты клинических испытаний с использованием образца мазка из носа от 18 пациди 18 пацзованием показывают хорошее соответствие интенсивности флуоресценции стандартной ОТ-ПЦРето ОТ-ПЦРето ценцииIr-riżultati tal-provi kliniċi bl-użu ta 'kampjun ta' swab nażali minn 18-il pazjent u 18-il individwu b'saħħtu juru qbil tajjeb bejn l-intensità tal-fluworexxenza ta 'RT-PCR standard (koeffiċjenti ta' Pearson> 0.9).0.9)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 Результаты клинических испытаний с использованием образцов назальных мазков от 18 зованием образцов назальных мазков от 18 поцови от 18 лиц показали хорошее соответствие между интенсивностью флуоресценции и стандартствие (ОЦТной ООТной интенсивностью ирсона > 0,9).Ir-riżultati ta 'provi kliniċi li użaw kampjuni ta' swab nażali minn 18-il pazjent u 18-il individwu b'saħħtu wrew qbil tajjeb bejn l-intensità tal-fluworexxenza u RT-PCR standard (koeffiċjent ta 'Pearson> 0.9).L-ispiża materjali stmata ta 'apparat FAST-POCT hija ta' bejn wieħed u ieħor US$ 1 (Tabella Supplimentari 1) u tista 'titnaqqas aktar bl-użu ta' metodi ta 'manifattura fuq skala kbira (eż. molding ta' injezzjoni).Fil-fatt, l-apparati POCT ibbażati fuq FAST għandhom il-karatteristiċi kollha meħtieġa mandati mid-WHO u huma kompatibbli ma 'metodi ġodda ta' ttestjar bijokimiku bħal ċikliżmu termali fil-plażma44, immunoassays mingħajr amplifikazzjoni45 u testijiet ta 'funzjonalizzazzjoni tan-nanobody46 li huma s-sinsla tas-sistemi POCT.possibbiltà.
Fuq il-fig.1a turi l-istruttura tal-pjattaforma FAST-POCT, li tikkonsisti minn erba 'kmamar likwidi: kamra ta' qabel il-ħażna, kamra tat-taħlit, kamra ta 'reazzjoni, u kamra tal-iskart.Iċ-ċavetta għall-kontroll tal-fluss tal-fluwidu hija d-disinn FAST (li jikkonsisti minn membrani elastiċi, lievi u blokki) li jinsabu fil-kamra ta 'qabel il-ħażna u l-kamra tat-taħlit.Bħala metodu attwat pnewmatikament, id-disinn FAST jipprovdi kontroll preċiż tal-fluss tal-fluwidu, inkluż swiċċjar magħluq/miftuħ, dożaġġ versatili, rilaxx ta 'fluwidu fuq talba, tħaddim affidabbli (eż., insensittività għall-vibrazzjoni ambjentali), u ħażna fit-tul.Il-pjattaforma FAST-POCT tikkonsisti minn erba 'saffi: saff ta' rinforz, saff ta 'film elastiku, saff ta' film tal-plastik, u saff ta 'kopertura, kif muri f'dehra mkabbra f'Fig. 1b ( murija wkoll fid-dettall fil-Figuri Supplimentari S1 u S2 ).Il-kanali kollha u l-kmamar tat-trasport tal-fluwidu (bħal kmamar ta 'qabel il-ħażna u ta' reazzjoni) huma inkorporati f'sottostrati tal-PLA (aċidu polilattiku) li jvarjaw minn 0.2 mm (l-irqaq parti) sa 5 mm ħoxnin.Il-materjal tal-film elastiku huwa PDMS ħxuna ta '300 µm li jespandi faċilment meta tiġi applikata l-pressjoni tal-arja minħabba l-"ħxuna rqiqa" u l-modulu baxx ta' elastiċità (madwar 2.25 MPa47).Is-saff tal-film tal-polyethylene huwa magħmul minn polyethylene terephthalate (PET) bi ħxuna ta '100 µm biex jipproteġi l-film elastiku minn deformazzjoni eċċessiva minħabba l-pressjoni tal-arja.Jikkorrispondi għall-kmamar, is-saff tas-sottostrat għandu lievi konnessi mas-saff tal-kopertura (magħmul minn PLA) biċ-ċappetti biex jikkontrollaw il-fluss tal-likwidu.Il-film elastiku kien inkollat ​​mas-saff ta 'wara bl-użu ta' tejp li jwaħħal b'żewġ naħat (ARseal 90880) u miksi b'film tal-plastik.Tliet saffi ġew immuntati fuq sottostrat bl-użu ta 'disinn T-clip fis-saff tal-kopertura.Il-morsa T għandha vojt bejn żewġ saqajn.Meta l-klipp ġie mdaħħal fil-kanal, iż-żewġ saqajn mgħawweġ ftit, imbagħad reġgħu lura għall-istat oriġinali tagħhom u rabtu sewwa l-għatu u r-rinforz hekk kif għaddew mill-kanal (Fig. Supplimentari S1).L-erba 'saffi huma mbagħad immuntati bl-użu ta' konnetturi.
Dijagramma skematika tal-pjattaforma li turi l-kompartimenti u l-karatteristiċi funzjonali varji ta 'FAST.b Dijagramma mkabbra tal-pjattaforma FAST-POCT.c Ritratt tal-pjattaforma ħdejn munita ta’ kwart dollaru Amerikan.
Il-mekkaniżmu tax-xogħol tal-pjattaforma FAST-POCT jidher fil-Figura 2. Il-komponenti ewlenin huma l-blokki fuq is-saff bażi u ċ-ċappetti fuq is-saff tal-kopertura, li jirriżulta f'disinn ta 'interferenza meta l-erba' saffi jiġu mmuntati bl-użu ta 'forma ta' T .Meta ma tiġi applikata l-ebda pressjoni ta 'l-arja (fig. 2a), it-twaħħil ta' l-interferenza jikkawża li ċ-ċappetta titgħawweġ u tiddeforma, u tiġi applikata forza ta 'siġillar permezz tal-lieva biex tagħfas il-film elastiku kontra l-blokka, u l-likwidu fil-kavità tas-siġill huwa definit bħala stat issiġillat.Għandu jiġi nnutat li f'dan l-istat, il-lieva hija mgħawġa 'l barra, kif muri fil-vista tal-ġenb f'Fig. 2a.Meta tiġi fornuta l-arja (Fig. 2b), il-membrana elastika tespandi 'l barra lejn l-għata u timbotta l-lieva 'l fuq, u b'hekk tiftaħ vojt bejn il-lieva u l-blokka biex il-fluwidu jgħaddi fil-kamra li jmiss, li hija definita bħala stat miftuħ .Wara r-rilaxx tal-pressjoni ta 'l-arja, il-lieva tista' terġa 'lura għall-pożizzjoni oriġinali tagħha u tibqa' ssikkata minħabba l-elastiċità taċ-ċappetta.Vidjows tal-movimenti tal-lieva huma ppreżentati fil-film supplimentari S1.
A. Dijagramma skematika u ritratti meta magħluqa.Fin-nuqqas ta 'pressjoni, il-lieva tagħfas il-membrana kontra l-blokka, u l-likwidu huwa ssiġillat.b F’kundizzjoni tajba.Meta tiġi applikata l-pressjoni, il-membrana tespandi u timbotta l-lieva 'l fuq, sabiex il-kanal jinfetaħ u l-fluwidu jista' joħroġ.c Iddetermina d-daqs karatteristiku tal-pressjoni kritika.Id-dimensjonijiet karatteristiċi jinkludu t-tul tal-lieva (L), id-distanza bejn is-slajder u ċ-ċappetta (l) u l-ħxuna tal-isporġenza tal-lieva (t).Fs hija l-forza tal-kompattazzjoni fil-punt tat-throttle B. q hija t-tagħbija mqassma b'mod uniformi fuq il-lieva.Tx* jirrappreżenta t-torque żviluppat mill-lieva biċ-ċappetti.Pressjoni kritika hija l-pressjoni meħtieġa biex tgħolli l-lieva u tagħmel il-fluss tal-fluwidu.d Riżultati teoretiċi u sperimentali tar-relazzjoni bejn il-pressjoni kritika u d-daqs tal-element.Saru n = 6 esperimenti indipendenti u d-dejta tintwera bħala ± devjazzjoni standard.Id-dejta mhux ipproċessata hija ppreżentata bħala fajls tad-dejta mhux ipproċessata.
Ġie żviluppat mudell analitiku bbażat fuq it-teorija tar-raġġ biex janalizza d-dipendenza tal-pressjoni kritika Pc li fiha d-distakk jinfetaħ fuq il-parametri ġeometriċi (pereżempju, L huwa t-tul tal-lieva, l hija d-distanza bejn il-blokka u l- ċappetta, S hija l-lieva Iż-żona ta 'kuntatt mal-likwidu t hija l-ħxuna tal-protrużjoni tal-lieva , kif muri f'Fig. 2c).Kif iddettaljat fin-Noti Supplimentari u l-Figura Supplimentari S3, id-distakk jinfetaħ meta \({P}_{c}\ge \frac{2{F}_{s}l}{SL}\), fejn Fs huwa t-torque \ ({T}_{x}^{\ast}(={F}_{s}l)\) biex telimina l-forzi assoċjati ma 'twaħħil ta' interferenza u tikkawża li ċ-ċappetta titgħawweġ.Ir-rispons sperimentali u l-mudell analitiku juru qbil tajjeb (Fig. 2d), li juru li l-pressjoni kritika Pc tiżdied biż-żieda ta 't/l u jonqos L, li huwa spjegat faċilment mill-mudell tar-raġġ klassiku, jiġifieri t-torque jiżdied b't / Lift .Għalhekk, l-analiżi teoretika tagħna turi b'mod ċar li l-pressjoni kritika tista 'tiġi kkontrollata b'mod effettiv billi jiġi aġġustat it-tul tal-lieva L u l-proporzjon t/l, li jipprovdi bażi importanti għad-disinn tal-pjattaforma FAST-POCT.
Il-pjattaforma FAST-POCT tipprovdi tqassim multifunzjonali (muri fil-Figura 3a b'daħla u esperiment), li hija l-aktar karatteristika importanti ta 'POCT ta' suċċess, fejn il-fluwidi jistgħu jiċċirkolaw fi kwalunkwe direzzjoni u fi kwalunkwe ordni (kaskata, simultanja, sekwenzjali) jew multikanal selettiva tqassim.– funzjoni tad-dożaġġ.Fuq il-fig.3a(i) turi mod ta 'dożaġġ kaskata li fiha żewġ kmamar jew aktar huma kaskati bl-użu ta' blokki biex jisseparaw ir-reaġenti varji u lieva biex tikkontrolla l-istati miftuħa u magħluqa.Meta tiġi applikata pressjoni, il-likwidu jiċċirkola mill-kamra ta 'fuq għall-kamra t'isfel b'mod kaskata.Għandu jiġi nnutat li l-kmamar tal-kaskata jistgħu jimtlew b'kimiċi mxarrba jew kimiċi niexfa bħal trab lajofilizzat.Fl-esperiment f'Fig. 3a(i), il-linka ħamra mill-kamra ta 'fuq tgħaddi flimkien mat-trab taż-żebgħa blu (sulfat tar-ram) fit-tieni kamra u ssir blu skur meta tilħaq il-kamra t'isfel.Juri wkoll il-pressjoni ta 'kontroll għall-fluwidu li qed jiġi ppumpjat.Bl-istess mod, meta lieva waħda tkun imqabbda ma 'żewġ kmamar, issir il-mod ta' injezzjoni simultanja, kif muri fil-fig.3a(ii), fejn il-likwidu jista' jitqassam b'mod uniformi fuq żewġ kmamar jew aktar meta tiġi applikata pressjoni.Peress li l-pressjoni kritika tiddependi fuq it-tul tal-lieva, it-tul tal-lieva jista 'jiġi aġġustat biex jinkiseb mudell ta' injezzjoni sekwenzjali kif muri fil-fig.3a(iii).Lieva twila (bi pressjoni kritika Pc_long) kienet imqabbda mal-kamra B u lieva qasira (bi pressjoni kritika Pc_short > Pc_long) ġiet imqabbda mal-kamra A. Peress li l-pressjoni P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) ġiet applikata, il-likwidu biss bl-aħmar jista 'jiċċirkola lejn il-kamra B u meta l-pressjoni żdiedet għal P2 (> Pc_short), il-likwidu blu jista' jiċċirkola lejn il-kamra A. Dan il-mod ta 'injezzjoni sekwenzjali japplika għal likwidi differenti li jittrasferixxu għall-kmamar relatati tagħhom f'sekwenza, li hija kritika għal POCT ta' suċċess apparat.Lieva twila (bi pressjoni kritika Pc_long) kienet imqabbda mal-kamra B u lieva qasira (bi pressjoni kritika Pc_short > Pc_long) ġiet imqabbda mal-kamra A. Peress li l-pressjoni P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) ġiet applikata, il-likwidu biss bl-aħmar jista 'jiċċirkola lejn il-kamra B u meta l-pressjoni żdiedet għal P2 (> Pc_short), il-likwidu blu jista' jiċċirkola lejn il-kamra A. Dan il-mod ta 'injezzjoni sekwenzjali japplika għal likwidi differenti li jittrasferixxu għall-kmamar relatati tagħhom f'sekwenza, li hija kritika għal POCT ta' suċċess apparat.Длинный рычаг (с к к к к к к давлением pc_long) ыыл соединенененен с к камерой b, а короткий рычаг (с к к к к к оединен с камерой A. при приложенииppro давления p1 (pc_long pc_short), синя яя жидкость может тэчч в керу A. ска применяется к различны жидкостям, последоватеuittittiь перемещаеы в с соответ xitana р к р р успешной poct.Lieva twila (bi pressjoni kritika Pc_long) kienet imqabbda mal-kamra B, u lieva qasira (bi pressjoni kritika Pc_short > Pc_long) ġiet imqabbda mal-kamra A. Meta tiġi applikata pressjoni P1 (Pc_long < P1 < Pc_short), il-likwidu enfasizzat biss bl-aħmar jista 'jiċċirkola fil-kamra B, u meta l-pressjoni tkun żdiedet għal P2 (> Pc_short), il-likwidu blu jista' joħroġ fil-kamra A. Dan il-mod ta 'injezzjoni sekwenzjali huwa applikat għal fluwidi differenti sekwenzjali trasferiti għall-kmamar rispettivi, li hija kritika għal POCT suċċess.apparat. Длинный рычаг (критическое давление Pc_long) соединен с камерой B, а короткий рычаг (критическое Pc_long) соединен с камерой B, а короткий рычаг (критическое давление Pc_long) соединен с камерой B н с камерой A.Il-fergħa twila (pressjoni kritika Pc_long) hija konnessa mal-kamra B u d-driegħ qasir (pressjoni kritika Pc_short > Pc_long) hija konnessa mal-kamra A.При приложении давления P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) в камеру B может поступать только красная жидко в камеру B ения до P2 (> Pc_short) в камеру A может поступать синяя жидкость.Meta tiġi applikata pressjoni P1 (Pc_long < P1 < Pc_short), likwidu aħmar biss jista 'jidħol fil-kamra B, u meta l-pressjoni tiżdied għal P2 (> Pc_short), likwidu blu jista' jidħol fil-kamra A. Dan il-mod ta 'injezzjoni sekwenzjali huwa adattat għal trasferiment sekwenzjali ta' fluwidi varji fil-kmamar rispettivi, li huwa kritiku għat-tħaddim b'suċċess tal-apparat POCT.Il-Figura 3a(iv) turi l-mod ta’ injezzjoni selettiva, fejn il-kamra prinċipali kellha lieva qasira (bi pressjoni kritika Pc_short) u twila (bi pressjoni kritika Pc_long < Pc_short) li kienu konnessi ma’ kamra A u kamra B, rispettivament, barra minn hekk ma 'kanal ta' l-arja ieħor konness mal-kamra B. Biex tittrasferixxi l-likwidu għall-kamra A l-ewwel, pressjoni P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) u P2 (P2 > P1) b'P1 + P2 > Pc_short ġew applikati fuq l-apparat fl-istess ħin.Il-Figura 3a(iv) turi l-mod ta’ injezzjoni selettiva, fejn il-kamra prinċipali kellha lieva qasira (bi pressjoni kritika Pc_short) u twila (bi pressjoni kritika Pc_long < Pc_short) li kienu konnessi ma’ kamra A u kamra B, rispettivament, barra minn hekk ma 'kanal ta' l-arja ieħor konness mal-kamra B. Biex tittrasferixxi l-likwidu għall-kamra A l-ewwel, pressjoni P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) u P2 (P2 > P1) b'P1 + P2 > Pc_short ġew applikati fuq l-apparat fl-istess ħin.Fuq il-fig.3а (iv) показан режим селективного впрыска, при которорор о с совная каера имела короткий (к к к к к рычаг (с к к к дческим давлением pc_long P1), где P1 + P2 > Pc_short.ma 'kanal ta' l-arja ieħor konness mal-kamra B. Biex l-ewwel tittrasferixxi l-fluwidu lejn il-kamra A, il-pressjonijiet P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) u P2 (P2 > P1) ġew applikati simultanjament għall-apparat, fejn P1 + P2 > Pc_short. 3а (iv) показан режим селективного впрыска, когда основновнаdida камера имет к к к к к к к к к ный стержень (с к к к к к оздушномet каналу, подключенному к комнате B.3a(iv) juri l-mod ta 'injezzjoni selettiva meta l-kamra prinċipali jkollha zokk qasir (pressjoni kritika Pc_short) u zokk twil (pressjoni kritika Pc_long < Pc_short) konnessi ma' kamra A u kamra B rispettivament, u minbarra passaġġ ieħor ta 'l-arja, imqabbad mal-kamra B.Għalhekk, P2 jipprevjeni likwidu milli jidħol fil-kamra B;sadanittant, il-pressjoni totali P1 + P2 qabżet il-pressjoni kritika biex tattiva l-lieva iqsar konnessa mal-kamra A biex tippermetti l-fluss tal-likwidu lejn il-kamra A. Imbagħad, meta l-kamra B kienet meħtieġa li timtela, għandna bżonn biss li napplikaw P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) fil-kamra prinċipali biex tattiva l-lieva twila u tħalli l-likwidu jgħaddi lejn il-kamra B. Jista’ jiġi osservat b’mod ċar minn żmien t = 3 s sa 9 s li l-likwidu fil-kamra A baqa’ kostanti waqt li żdied fil-kamra. B meta ġiet applikata l-pressjoni P1.sadanittant, il-pressjoni totali P1 + P2 qabżet il-pressjoni kritika biex tattiva l-lieva iqsar konnessa mal-kamra A biex tippermetti l-fluss tal-likwidu lejn il-kamra A. Imbagħad, meta l-kamra B kienet meħtieġa li timtela, għandna bżonn biss li napplikaw P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) fil-kamra prinċipali biex tattiva l-lieva twila u tħalli l-likwidu jgħaddi lejn il-kamra B. Jista’ jiġi osservat b’mod ċar minn żmien t = 3 s sa 9 s li l-likwidu fil-kamra A baqa’ kostanti waqt li żdied fil-kamra. B meta ġiet applikata l-pressjoni P1.Между тем, обще давление P1 + P2 превысило критическое давление, чтобы а а к к, д д A, чтобы позволиmara qasir ) в основной камере, чтобы активировать длинный рычаг и дать жидкости течь в камеру B. Меру Меру B. что в период с t = 3 с до 9 с жидкость в камере A оставалась постоянной, в то время как в камеру в камере.Sadanittant, il-pressjoni totali P1 + P2 qabżet il-pressjoni kritika biex tattiva lieva iqsar imqabbda mal-kamra A biex tippermetti li l-likwidu jgħaddi fil-kamra A. Imbagħad meta l-kamra B jeħtieġ li timtela, irridu biss napplikaw P1 (Pc_long < P1 < Pc_short ) fil-kamra prinċipali biex tattiva l-lieva twila u ħalli l-likwidu jgħaddi fil-kamra B. Jista 'jiġi osservat b'mod ċar li bejn t = 3 s u 9 s il-likwidu fil-kamra A baqa' kostanti, filwaqt li fil-kamra żdied.B meta tiġi applikata l-pressjoni P1.Fl-istess ħin, il-pressjoni totali P1 + P2 taqbeż il-pressjoni kritika, billi tħaddem il-kamra ta 'konnessjoni A tal-lieva iqsar, li tippermetti li l-fluwidu jgħaddi fil-kamra A.Meta wasal iż-żmien li timla l-kamra A, aħna sempliċement napplikaw P1 fil-kamra prinċipali u P2 fil-kamra sekondarja.B'dan il-mod, l-imġieba tal-fluss tista 'tinbidel b'mod selettiv bejn il-kameras A u B. L-imġieba tal-fluss tal-erba' modi ta 'distribuzzjoni multi-funzjonali tista' tinstab fil-film supplimentari S2.
Illustrazzjoni ta' assenjazzjoni multifunzjonali, jiġifieri (i) kaskata, (ii) simultanja, (iii) sekwenzjali, u (iv) assenjazzjoni selettiva.Il-kurvi jirrappreżentaw il-fluss tax-xogħol u l-parametri ta 'dawn l-erba' modi ta 'distribuzzjoni.b Riżultati ta 'testijiet ta' ħażna fit-tul f'ilma dejonizzat u etanol.Saru n = 5 esperimenti indipendenti u d-dejta tintwera bħala ± sd c.Dimostrazzjonijiet tat-test tal-istabbiltà meta l-apparat FAST u l-apparat tal-valv kapillari (CV) kienu fi stati (i) statiċi u (ii) li jivvibraw.(iii) Volum vs ħin għal apparati FAST u CV fi frekwenzi angolari varji.d Pubblikazzjoni tar-riżultati tat-test fuq talba għal (i) apparat FAST u (ii) apparat CV.(iii) Relazzjoni bejn il-volum u l-ħin għal apparati FAST u CV li jużaw modalità ta 'pressjoni intermittenti.Il-vireg tal-iskala kollha, 1 ċm.Id-dejta mhux ipproċessata hija pprovduta bħala fajls tad-dejta mhux ipproċessata.
Il-ħażna fit-tul tar-reaġenti hija karatteristika importanti oħra ta 'apparat POCT ta' suċċess li se jippermetti persunal mhux imħarreġ biex jimmaniġġa reaġenti multipli.Filwaqt li ħafna teknoloġiji wrew il-potenzjal tagħhom għal ħażna fit-tul (eż., 35 mikrodispensur, 48 ​​folja, u 49 pakkett ta 'stikek), huwa meħtieġ kompartiment dedikat li jirċievi biex jakkomoda l-pakkett, li jżid l-ispiża u l-kumplessità;barra minn hekk, dawn il-mekkaniżmi ta' ħażna ma jippermettux tqassim fuq talba u jirriżultaw f'ħela ta' reaġenti minħabba fdalijiet fl-imballaġġ.Il-kapaċità ta 'ħażna fit-tul ġiet ivverifikata billi twettaq test tal-ħajja aċċellerata bl-użu ta' materjal PMMA maħdum bil-magni CNC minħabba l-ħruxija żgħira tiegħu u r-reżistenza għall-permeazzjoni tal-gass (Figura Supplimentari S5).L-apparat tat-test kien mimli b'ilma dejonizzat (ilma dejonizzat) u 70% etanol (simulazzjoni ta 'reaġenti volatili) f'65 ° C għal 9 ijiem.Kemm l-ilma dejonizzat kif ukoll l-etanol ġew maħżuna bl-użu ta 'fojl tal-aluminju biex jimblokka l-aċċess minn fuq.L-ekwazzjoni ta 'Arrhenius u l-enerġija ta' attivazzjoni tal-penetrazzjoni rrappurtati fil-letteratura50,51 intużaw biex jiġi kkalkulat l-ekwivalenti f'ħin reali.Fuq il-fig.3b juri r-riżultati ta 'telf ta' piż medju għal 5 kampjuni maħżuna f'65 °C għal 9 ijiem, ekwivalenti għal 0.30% għal ilma dejonizzat u 0.72% għal 70% etanol fuq sentejn f'23 °C.
Fuq il-fig.3c juri t-test tal-vibrazzjoni.Peress li l-valv kapillari (CV) huwa l-aktar metodu popolari għall-immaniġġjar tal-fluwidu fost l-apparati POCT28,29 eżistenti, apparat CV 300 µm wiesa’ u 200 µm fond intuża għal tqabbil.Wieħed jista 'jara li meta ż-żewġ apparati jibqgħu stazzjonarji, il-fluwidu fis-siġilli tal-pjattaforma FAST-POCT u l-fluwidu fl-apparat CV jissakkar minħabba l-espansjoni f'daqqa tal-kanal, li jnaqqas il-forzi kapillari.Madankollu, hekk kif tiżdied il-frekwenza angolari tal-vibratur orbitali, il-fluwidu fil-pjattaforma FAST-POCT jibqa 'ssiġillat, iżda l-fluwidu fl-apparat CV jgħaddi fil-kamra t'isfel (ara wkoll Movie Supplimentari S3).Dan jissuġġerixxi li ċ-ċappetti deformabbli tal-pjattaforma FAST-POCT jistgħu japplikaw forza mekkanika qawwija għall-modulu biex jagħlqu sewwa l-likwidu fil-kamra.Madankollu, fl-apparati CV, il-likwidu jinżamm minħabba l-bilanċ bejn il-fażijiet solidi, ta 'l-arja u likwidi, li toħloq instabbiltà, u l-vibrazzjonijiet jistgħu jfixklu l-bilanċ u jikkawżaw imġieba tal-fluss mhux mistennija.Il-vantaġġ tal-pjattaforma FAST-POCT huwa li tipprovdi funzjonalità affidabbli u tevita fallimenti fil-preżenza ta 'vibrazzjonijiet li normalment iseħħu waqt il-kunsinna u t-tħaddim.
Fattur ieħor importanti tal-pjattaforma FAST-POCT huwa r-rilaxx tagħha fuq talba, li huwa rekwiżit ewlieni għall-analiżi kwantitattiva.Fuq il-fig.3d iqabbel ir-rilaxx fuq talba tal-pjattaforma FAST-POCT u l-apparat CV.Mill-fig.3d(iii) naraw li l-apparat FAST jirrispondi malajr għas-sinjal tal-pressjoni.Meta l-pressjoni ġiet applikata għall-pjattaforma FAST-POCT, il-fluwidu nixxa, meta l-pressjoni ġiet rilaxxata, il-fluss waqaf immedjatament (Fig. 3d (i)).Din l-azzjoni tista 'tiġi spjegata mir-ritorn elastiku ta' malajr taċ-ċappetta, li tagħfas il-lieva lura kontra l-blokka, u tagħlaq il-kamra.Madankollu, il-fluwidu kompla jiċċirkola fl-apparat CV, li eventwalment irriżulta f'volum ta 'fluwidu mhux mistenni ta' madwar 100 µl wara li l-pressjoni ġiet rilaxxata (Figura 3d(ii) u Film Supplimentari S4).Dan jista' jiġi spjegat bl-għejbien tal-effett ta' pinning kapillari meta tixrib komplet tas-CV wara l-ewwel injezzjoni.
Il-kapaċità li timmaniġġja likwidi ta 'tixrib u viskożità li jvarjaw fl-istess apparat tibqa' sfida għall-applikazzjonijiet POCT.Tixrib fqir jista 'jwassal għal tnixxijiet jew imġieba oħra ta' fluss mhux mistennija fil-kanali, u tagħmir anċillari bħal vortex mixers, ċentrifugi u filtri ħafna drabi huma meħtieġa biex jippreparaw likwidi viskużi ħafna 52 .Aħna ttestjajna r-relazzjoni bejn il-pressjoni kritika u l-proprjetajiet tal-fluwidu (b'firxa wiesgħa ta 'tixrib u viskożità).Ir-riżultati huma murija fit-Tabella 1 u Video S5.Jista 'jidher li likwidi ta' tixrib u viskożità differenti jistgħu jiġu ssiġillati fil-kamra, u meta tiġi applikata pressjoni, anke likwidi b'viskożità ta 'sa 5500 cP jistgħu jiġu ttrasferiti lejn il-kamra ta' maġenb, li jagħmilha possibbli li jinstabu kampjuni b'għoli viskożità (jiġifieri sputum, kampjun viskuż ħafna użat għad-dijanjosi tal-mard respiratorju).
Billi tgħaqqad l-apparati ta 'dispensing multifunzjonali ta' hawn fuq, tista 'tiġi żviluppata firxa wiesgħa ta' apparati POCT ibbażati fuq FAST.Eżempju jidher fil-Figura 1. L-impjant fih kamra ta 'qabel il-ħażna, kamra tat-taħlit, kamra ta' reazzjoni u kamra tal-iskart.Ir-reaġenti jistgħu jinħażnu fil-kamra ta' qabel il-ħażna għal perjodi ta' żmien estiżi u mbagħad jintremew fil-kamra tat-taħlit.Bil-pressjoni t-tajba, ir-reaġenti mħallta jistgħu jiġu trasferiti b'mod selettiv għal kamra ta 'skart jew kamra ta' reazzjoni.
Minħabba li l-iskoperta tal-PCR hija l-istandard tad-deheb għall-iskoperta ta 'patoġeni bħal H1N1 u COVID-19 u tinvolvi passi ta' reazzjoni multipli, użajna l-pjattaforma FAST-POCT għall-iskoperta tal-PCR bħala applikazzjoni.Fuq il-fig.4 juri l-proċess tal-ittestjar tal-PCR bl-użu tal-pjattaforma FAST-POCT.L-ewwel, ir-reaġent ta 'l-eluzzjoni, ir-reaġent tal-mikrobead manjetiku, is-soluzzjoni tal-ħasil A, u s-soluzzjoni tal-ħasil W ġew imqiegħda bil-pipetta f'kmamar ta' qabel il-ħażna E, M, W1 u W2, rispettivament.L-istadji tal-adsorbiment tal-RNA huma murija fil-fig.4a u huma kif ġej: (1) meta tiġi applikata l-pressjoni P1 (=0.26 bar), il-kampjun jiċċaqlaq fil-kamra M u jiġi mormi fil-kamra tat-taħlit.(2) Il-pressjoni tal-arja P2 (= 0.12 bar) hija fornuta permezz tal-port A konness mal-qiegħ tal-kamra tat-taħlit.Għalkemm għadd ta' metodi ta' taħlit urew il-potenzjal tagħhom fit-taħlit ta' likwidi fuq pjattaformi POCT (eż. taħlit tas-serpentine 53, taħlit każwali 54 u taħlit tal-lott 55), l-effiċjenza u l-effettività tat-taħlit tagħhom għadhom mhumiex sodisfaċenti.Jadotta l-metodu tat-taħlit tal-bżieżaq, li fih l-arja tiddaħħal fil-qiegħ tal-kamra tat-taħlit biex toħloq bżieżaq fil-likwidu, u warajh il-vortiċi qawwi jista 'jikseb taħlit sħiħ f'sekondi.Twettqu esperimenti ta 'taħlit tal-bżieżaq u r-riżultati huma ppreżentati fil-Figura Supplimentari S6.Wieħed jista 'jara li meta tiġi applikata pressjoni ta' 0.10 bar, it-taħlit sħiħ jieħu madwar 8 sekondi.Billi tiżdied il-pressjoni għal 0.20 bar, jinkiseb taħlit sħiħ f'madwar 2 sekondi.Il-metodi għall-kalkolu tal-effiċjenza tat-taħlit huma ppreżentati fit-taqsima tal-Metodi.(3) Uża kalamita tar-rubidju biex tiġbed iż-żibeġ, imbagħad ippressa P3 (= 0.17 bar) mill-port P biex tmexxi r-reaġenti fil-kamra tal-iskart.Fuq il-fig.4b,c turi l-passi tal-ħasil biex jitneħħew l-impuritajiet mill-kampjun kif ġej: (1) Is-soluzzjoni tal-ħasil A mill-kamra W1 tiġi mormija fil-kamra tat-taħlit tal-pressjoni P1.(2) Imbagħad agħmel il-proċess tat-taħlit tal-bużżieqa.(3) Is-soluzzjoni tal-ħasil A tiġi trasferita għall-kamra tal-likwidu tal-iskart, u l-mikrobeads fil-kamra tat-taħlit jinġibdu 'l barra mill-kalamita.Il-ħasil W (Fig. 4c) kien simili għall-ħasil A (Fig. 4b).Għandu jiġi nnutat li kull pass tal-ħasil A u W sar darbtejn.Il-Figura 4d turi l-passi ta 'elużjoni biex elużjoni l-RNA miż-żibeġ;l-eluzzjoni u l-passi ta 'introduzzjoni tat-taħlit huma l-istess bħall-passi ta' adsorbiment u ħasil ta 'RNA deskritti hawn fuq.Hekk kif ir-reaġenti tal-elużjoni jiġu trasferiti fil-kamra tar-reazzjoni tal-PCR taħt pressjonijiet P3 u P4 (=0.23 bar), il-pressjoni kritika tintlaħaq biex tissiġilla d-driegħ tal-kamra tar-reazzjoni tal-PCR.Bl-istess mod, il-pressjoni P4 tgħin ukoll biex tissiġilla l-passaġġ għall-kamra tal-iskart.Għalhekk, ir-reaġenti kollha ta 'eluzzjoni tqassmu b'mod uniformi fost l-erba' kmamar tar-reazzjoni tal-PCR biex jibdew ir-reazzjonijiet tal-PCR multiplex.Il-proċedura ta 'hawn fuq hija ppreżentata fil-film Supplimentari S6.
Fil-pass tal-assorbiment tal-RNA, il-kampjun jiġi introdott fid-daħla M u jiġi injettat fil-kamra tat-taħlit flimkien mas-soluzzjoni taż-żibeġ maħżuna qabel.Wara li tħallat u tneħħi l-granuli, ir-reaġenti jitqassmu fil-kamra tal-iskart.passi tal-ħasil b u c, daħħal diversi reaġenti tal-ħasil maħżuna minn qabel fil-kamra tat-taħlit, u wara li tħallat u tneħħi ż-żibeġ, ittrasferixxi r-reaġenti fil-kamra tal-likwidu tal-iskart.d Pass ta 'eluzzjoni: Wara l-introduzzjoni tar-reaġenti ta' l-elużjoni, it-taħlit u l-estrazzjoni taż-żibeġ, ir-reaġenti jiġu trasferiti għall-kamra tar-reazzjoni tal-PCR.Il-kurvi juru l-fluss tax-xogħol u l-parametri relatati tad-diversi stadji.Il-pressjoni hija l-pressjoni eżerċitata permezz tal-kmamar individwali.Il-volum huwa l-volum tal-likwidu fil-kamra tat-taħlit.Il-vireg tal-iskala kollha huma 1 ċm.Id-dejta mhux ipproċessata hija pprovduta bħala fajls tad-dejta mhux ipproċessata.
Twettqet proċedura ta 'ttestjar tal-PCR u l-Figura Supplimentari S7 tippreżenta profili termali inklużi 20 minuta ta' ħin ta 'traskrizzjoni inversa u 60 minuta ta' ħin ta 'ċikliżmu termali (95 u 60 °C), b'ċiklu termali wieħed ikun ta' 90 s (Film Supplimentari S7)..FAST-POCT jeħtieġ inqas ħin biex jitlesta ċiklu termali wieħed (90 sekonda) minn RT-PCR konvenzjonali (180 sekonda għal ċiklu termali wieħed).Dan jista 'jiġi spjegat mill-proporzjon għoli tal-erja tal-wiċċ għall-volum u l-inerzja termali baxxa tal-kamra tar-reazzjoni mikro-PCR.Il-wiċċ tal-kamra huwa 96.6 mm2 u l-volum tal-kamra huwa 25 mm3, li jagħmel il-proporzjon tal-wiċċ għall-volum ta 'madwar 3.86.Kif jidher fil-Figura Supplimentari S10, iż-żona tat-test tal-PCR tal-pjattaforma tagħna għandha skanalatura fuq il-pannell ta 'wara, li tagħmel il-qiegħ tal-kamra tal-PCR ħoxna ta' 200 µm.Kuxxinett elastiku termalment konduttiv huwa mwaħħal mal-wiċċ tat-tisħin tal-kontrollur tat-temperatura, u jiżgura kuntatt issikkat mad-dahar tal-kaxxa tat-test.Dan inaqqas l-inerzja termali tal-pjattaforma u jtejjeb l-effiċjenza tat-tisħin/tkessiħ.Matul iċ-ċikliżmu termali, il-paraffin inkorporat fil-pjattaforma idub u tgħaddi fil-kamra tar-reazzjoni tal-PCR, li taġixxi bħala siġillant biex tevita l-evaporazzjoni tar-reaġent u l-kontaminazzjoni ambjentali (ara Movie S8 Supplimentari).
Il-proċessi kollha ta 'skoperta tal-PCR deskritti hawn fuq kienu kompletament awtomatizzati bl-użu ta' strument FAST-POCT magħmul apposta, li jikkonsisti f'unità ta 'kontroll tal-pressjoni programmata, unità ta' estrazzjoni manjetika, unità ta 'kontroll tat-temperatura, u unità ta' qbid u pproċessar ta 'sinjal fluworexxenti.Ta 'min jinnota, użajna l-pjattaforma FAST-POCT għall-iżolament tal-RNA u mbagħad użajna l-kampjuni tal-RNA estratti għal reazzjonijiet PCR bl-użu tas-sistema FAST-POCT u s-sistema PCR tad-desktop għal tqabbil.Ir-riżultati kienu kważi l-istess kif muri fil-Figura Supplimentari S8.L-operatur iwettaq kompitu sempliċi: jintroduċi l-kampjun fil-kamra M u jdaħħal il-pjattaforma fl-istrument.Ir-riżultati tat-test kwantitattivi huma disponibbli f'madwar 82 minuta.Informazzjoni dettaljata dwar l-għodod FAST-POCT tinsab fil-figura supplimentari.C9, C10 u C11.
L-influwenza kkawżata mill-viruses tal-influwenza A (IAV), B (IBV), C (ICV) u D (IDV) hija fenomenu globali komuni.Minn dawn, IAV u IBV huma responsabbli għall-aktar każijiet severi u epidemiji staġjonali, jinfettaw 5-15% tal-popolazzjoni tad-dinja, jikkawżaw 3-5 miljun każ severi u jikkawżaw 290,000-650,000 mewt kull sena.Mard respiratorju56,57.Dijanjosi bikrija ta 'IAV u IB hija essenzjali biex titnaqqas il-morbidità u l-piż ekonomiku assoċjat.Fost it-tekniki dijanjostiċi disponibbli, ir-reazzjoni tal-katina tal-polimerażi reverse transcriptase (RT-PCR) hija meqjusa bħala l-aktar sensittiva, speċifika u preċiża (>99%)58,59.Fost it-tekniki dijanjostiċi disponibbli, ir-reazzjoni tal-katina tal-polimerażi reverse transcriptase (RT-PCR) hija meqjusa bħala l-aktar sensittiva, speċifika u preċiża (>99%)58,59.Среди доступных диагностических методов полимеразная цепная реакция с обратной тратной транскрой Птанскро ется наиболее чувствительной, специфичной и точной (> 99%)58,59.Fost il-metodi dijanjostiċi disponibbli, reazzjoni tal-katina tal-polimerażi reverse transcriptase (RT-PCR) hija meqjusa bħala l-aktar sensittiva, speċifika u preċiża (> 99%)58,59. Из доступных диагностических методов полимеразная цепная реакция с обратной транских (Из зная полимеразная цепная реакция с обратной транских) ся наиболее чувствительной, специфичной и точной (>99%)58,59.Mill-metodi dijanjostiċi disponibbli, ir-reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) hija meqjusa bħala l-aktar sensittiva, speċifika u preċiża (>99%)58,59.Madankollu, metodi tradizzjonali RT-PCR jeħtieġu pipettar ripetut, taħlit, tqassim u trasferiment ta 'fluwidu, li jillimitaw l-użu tagħhom minn professjonisti f'ambjenti limitati bir-riżorsi.Hawnhekk, il-pjattaforma FAST-POCT intużat għall-iskoperta tal-PCR ta 'IAV u IBV, rispettivament, biex tikseb il-limitu aktar baxx ta' skoperta tagħhom (LOD).Barra minn hekk, IAV u IBV ġew multiplikati biex jiddiskriminaw bejn patotipi differenti madwar l-ispeċi, u jipprovdu pjattaforma promettenti għall-analiżi ġenetika u l-abbiltà li tittratta l-marda b'mod preċiż.
Fuq il-fig.5a turi r-riżultati tal-ittestjar tal-HAV PCR bl-użu ta' 150 µl ta' RNA virali purifikat bħala kampjun.Fuq il-fig.5a(i) juri li f'konċentrazzjoni HAV ta' 106 kopji/ml, l-intensità tal-fluworexxenza (ΔRn) tista' tilħaq 0.830, u meta l-konċentrazzjoni titnaqqas għal 102 kopji/ml, ΔRn xorta tista' tilħaq 0.365, li tikkorrispondi għal ogħla minn dik tal-grupp ta 'kontroll negattiv vojt (0.002), madwar 100 darba ogħla.Għal kwantifikazzjoni bbażata fuq sitt esperimenti indipendenti, kurva ta 'kalibrazzjoni lineari ġiet iġġenerata bejn il-konċentrazzjoni log u l-limitu taċ-ċiklu (Ct) ta' IAV (Fig. 5a (ii)), R2 = 0.993, li jvarjaw minn 102-106 kopji / mL.ir-riżultati jaqblu tajjeb mal-metodi konvenzjonali RT-PCR.Fuq il-fig.5a(iii) juri immaġini fluworexxenti tar-riżultati tat-test wara 40 ċiklu tal-pjattaforma FAST-POCT.Sibna li l-pjattaforma FAST-POCT tista 'tiskopri HAV baxxi daqs 102 kopji/mL.Madankollu, il-metodu tradizzjonali m'għandux valur Ct f'102 kopji/mL, li jagħmilha LOD ta 'madwar 103 kopji/mL.Aħna ipoteżijna li dan jista 'jkun minħabba l-effiċjenza għolja tat-taħlit tal-bużżieqa.Twettqu esperimenti tat-test tal-PCR fuq IAV RNA purifikat biex jevalwaw diversi metodi ta’ taħlit, inkluż taħlit ta’ ħawwad (l-istess metodu ta’ taħlit bħal fl-operazzjoni konvenzjonali RT-PCR), taħlit tal-kunjetti (dan il-metodu, 3 s f’0.12 bar) u l-ebda taħlit bħala grupp ta’ kontroll ..Ir-riżultati jistgħu jinstabu fil-Figura Supplimentari S12.Wieħed jista 'jara li f'konċentrazzjoni ogħla ta' RNA (106 kopji/mL), il-valuri Ct tal-metodi differenti ta 'taħlit huma kważi l-istess bħal għat-taħlit tal-bużżieqa.Meta l-konċentrazzjoni tal-RNA niżlet għal 102 kopji/mL, it-taħlita tat-ħawwad u l-kontrolli ma kellhom l-ebda valuri Ct, filwaqt li l-metodu tat-taħlita tal-bużżieqa xorta ta valur Ct ta '36.9, li kien taħt il-limitu Ct ta' 38. Ir-riżultati juru karatteristika ta 'taħlit dominanti vesicles, li ntweriet ukoll f'letteratura oħra, li tista' wkoll tispjega għaliex is-sensittività tal-pjattaforma FAST-POCT hija kemxejn ogħla minn RT-PCR konvenzjonali.Fuq il-fig.5b juri r-riżultati ta 'analiżi PCR ta' kampjuni ta 'RNA IBV purifikat li jvarjaw minn 101 sa 106 kopji/ml.Ir-riżultati kienu simili għat-test IAV, u kisbu R2 = 0.994 u LOD ta '102 kopji/mL.
analiżi PCR tal-virus tal-influwenza A (IAV) b'konċentrazzjonijiet IAV li jvarjaw minn 106 sa 101 kopji/mL bl-użu ta' buffer TE bħala kontroll negattiv (NC).(i) Kurva ta' fluworexxenza f'ħin reali.(ii) Kurva tal-kalibrazzjoni lineari bejn il-konċentrazzjoni logaritmika tal-IAV RNA u l-limitu taċ-ċiklu (Ct) għall-metodi tal-ittestjar FAST u konvenzjonali.(iii) Immaġini fluworexxenti IAV FAST-POCT wara 40 ċiklu.b, sejbien tal-PCR tal-virus tal-influwenza B (IBV) bi (i) spettru ta' fluworexxenza f'ħin reali.(ii) Kurva tal-kalibrazzjoni lineari u (iii) immaġni ta 'fluworexxenza FAST-POCT IBV wara 40 ċiklu.Il-limitu aktar baxx ta 'skoperta (LOD) għal IAV u IBV bl-użu tal-pjattaforma FAST-POCT kien 102 kopji/mL, li huwa inqas minn metodi konvenzjonali (103 kopji/mL).c Riżultati tat-test Multiplex għal IAV u IBV.GAPDH intuża bħala kontroll pożittiv u buffer TE intuża bħala kontroll negattiv biex jipprevjeni kontaminazzjoni possibbli u amplifikazzjoni fl-isfond.Erba' tipi ta' kampjuni differenti jistgħu jiġu distinti: (1) Kampjuni negattivi ta' GAPDH biss (“IAV-/IBV-”);(2) Infezzjoni IAV (“IAV+/IBV-”) b'IAV u GAPDH;(3) Infezzjoni IBV (“IAV-/IBV+”) b'IBV u GAPDH;(4) Infezzjoni IAV/IBV (“IAV+/IBV+”) b’IAV, IBV u GAPDH.Il-linja bit-tikek tirrappreżenta l-linja tal-limitu.Saru n = 6 esperimenti bijoloġikament indipendenti, id-dejta tintwera bħala ± devjazzjoni standard.Id-dejta mhux ipproċessata hija ppreżentata bħala fajls tad-dejta mhux ipproċessata.
Fuq il-fig.5c juri r-riżultati tat-test tal-multiplexing għall-IAV/IBV.Hawnhekk, lisat tal-virus intuża bħala soluzzjoni ta 'kampjun minflok RNA purifikat, u erba' primers għal IAV, IBV, GAPDH (kontroll pożittiv) u buffer TE (kontroll negattiv) ġew miżjuda ma 'erba' kmamar ta 'reazzjoni differenti tal-pjattaforma FAST-POCT.Kontrolli pożittivi u negattivi huma użati hawnhekk biex jipprevjenu kontaminazzjoni possibbli u titjib fl-isfond.It-testijiet kienu maqsuma f'erba' gruppi: (1) Kampjuni negattivi għall-GAPDH (“IAV-/IBV-”);(2) Infettati bl-IAV (“IAV+/IBV-”) kontra IAV u GAPDH;(3) IBV-.infettat (“IAV-”) -/IBV+”) IBV u GAPDH;(4) Infezzjoni IAV/IBV (“IAV+/IBV+”) b'IAV, IBV u GAPDH.Fuq il-fig.5c juri li meta ġew applikati kampjuni negattivi, l-intensità tal-fluworexxenza ΔRn tal-kamra tal-kontroll pożittiv kienet 0.860, u l-ΔRn ta 'IAV u IBV kienet simili għall-kontroll negattiv (0.002).Għall-gruppi IAV+/IBV-, IAV-/IBV+ u IAV+/IBV+, il-kameras IAV/GAPDH, IBV/GAPDH u IAV/IBV/GAPDH wrew intensità sinifikanti tal-fluworexxenza, rispettivament, filwaqt li l-kameras l-oħra saħansitra wrew intensità tal-fluworexxenza fi sfond livell ta '40 wara ċikliżmu termali.Mit-testijiet ta 'hawn fuq, il-pjattaforma FAST-POCT wriet speċifiċità eċċellenti u ppermettietna simultanjament patotip ta' viruses tal-influwenza differenti.
Biex nivvalidaw l-applikabilità klinika ta 'FAST-POCT, ittestjajna 36 kampjun kliniku (kampjuni ta' swab tal-imnieħer) minn pazjenti IB (n=18) u kontrolli mhux IB (n=18) (Figura 6a).L-informazzjoni tal-pazjent hija ppreżentata fit-Tabella Supplimentari 3. L-istatus ta 'infezzjoni IB kien ikkonfermat b'mod indipendenti u l-protokoll ta' studju ġie approvat mill-Ewwel Sptar Affiljat tal-Università ta 'Zhejiang (Hangzhou, Zhejiang).Kull kampjun ta' pazjenti kien maqsum f'żewġ kategoriji.Wieħed ġie pproċessat bl-użu ta 'FAST-POCT u l-ieħor ġie pproċessat permezz ta' sistema PCR tad-desktop (SLAN-96P, iċ-Ċina).Iż-żewġ analiżi jużaw l-istess kits ta 'purifikazzjoni u skoperta.Fuq il-fig.6b juri r-riżultati ta 'FAST-POCT u PCR ta' traskrizzjoni inversa konvenzjonali (RT-PCR).Aħna qabblu l-intensità tal-fluworexxenza (FAST-POCT) ma '-log2 (Ct), fejn Ct huwa l-limitu taċ-ċiklu għal RT-PCR konvenzjonali.Kien hemm qbil tajjeb bejn iż-żewġ metodi.FAST-POCT u RT-PCR wrew korrelazzjoni pożittiva qawwija ma 'valur ta' proporzjon Pearson (r) ta '0.90 (Figura 6b).Imbagħad ivvalutajna l-eżattezza dijanjostika ta 'FAST-POCT.Id-distribuzzjonijiet tal-intensità tal-fluworexxenza (FL) għal kampjuni pożittivi u negattivi ġew ipprovduti bħala miżura analitika indipendenti (Fig. 6c).Il-valuri FL kienu ogħla b'mod sinifikanti f'pazjenti IB milli fil-kontrolli (****P = 3.31 × 10-19; test t b'żewġ denbu) (Fig. 6d).Sussegwentement, ġew ippjanati kurvi tal-karatteristiċi operattivi tar-riċevitur IBV (ROC).Sibna li l-eżattezza dijanjostika kienet tajba ħafna, b'żona taħt il-kurva ta '1 (Fig. 6e).Jekk jogħġbok innota li minħabba l-ordni obbligatorju tal-maskra fiċ-Ċina minħabba l-COVID-19 mill-2020, aħna ma identifikajnax pazjenti b'IBD, għalhekk il-kampjuni kliniċi pożittivi kollha (jiġifieri kampjuni ta' swab nażali) kienu għal IBV biss.
Disinn ta' studju kliniku.Total ta' 36 kampjun, inklużi 18-il kampjun tal-pazjent u 18-il kontroll mhux tal-influwenza, ġew analizzati bl-użu tal-pjattaforma FAST-POCT u RT-PCR konvenzjonali.b Evalwa l-konsistenza analitika bejn FAST-POCT PCR u RT-PCR konvenzjonali.Ir-riżultati kienu korrelatati b'mod pożittiv (Pearson r = 0.90).c Livelli ta' intensità tal-fluworexxenza fi 18-il pazjent IB u 18-il kontroll.d F'pazjenti IB (+), il-valuri FL kienu ogħla b'mod sinifikanti milli fil-grupp ta 'kontroll (-) (****P = 3.31 × 10-19; test t b'żewġ denbu; n = 36).Għal kull plott kwadru, il-markatur iswed fiċ-ċentru jirrappreżenta l-medjan, u l-linji ta 'isfel u ta' fuq tal-kaxxa jirrappreżentaw il-25 u l-75 perċentili, rispettivament.Il-whiskers jestendu għall-punti tad-dejta minimi u massimi, li mhumiex ikkunsidrati barra.e ROC kurva.Il-linja bit-tikek d tirrappreżenta l-valur tal-limitu stmat mill-analiżi ROC.L-AUC għal IBV hija 1. Id-dejta mhux ipproċessata hija pprovduta bħala fajls tad-dejta mhux ipproċessati.
F'dan l-artikolu, nippreżentaw FAST, li għandu l-karatteristiċi meħtieġa għal POCT ideali.Il-vantaġġi tat-teknoloġija tagħna jinkludu: (1) Dożaġġ versatili (kaskata, simultanja, sekwenzjali u selettiva), rilaxx fuq talba (rilaxx rapidu u proporzjonali tal-pressjoni applikata) u tħaddim affidabbli (vibrazzjoni f'150 grad) (2) ħażna fit-tul (2 snin ta 'ttestjar aċċellerat, telf ta' piż madwar 0.3%);(3) l-abbiltà li taħdem ma 'likwidi b'firxa wiesgħa ta' tixrib u viskożità (viskożità sa 5500 cP);(4) Ekonomiku (L-ispiża tal-materjal stmata tal-apparat FAST-POCT PCR hija ta 'madwar US $ 1).Billi tgħaqqad dispensers multifunzjonali, ġiet murija u applikata pjattaforma FAST-POCT integrata għall-iskoperta tal-PCR tal-viruses tal-influwenza A u B.FAST-POCT jieħu biss 82 minuta.It-testijiet kliniċi b'36 kampjun ta' swab nażali wrew konkordanza tajba fl-intensità tal-fluworexxenza ma' RT-PCR standard (koeffiċjenti Pearson > 0.9).It-testijiet kliniċi b'36 kampjun ta' swab nażali wrew konkordanza tajba fl-intensità tal-fluworexxenza ma' RT-PCR standard (koeffiċjenti Pearson > 0.9).Клинические тесты с 36 образцами мазков из носа показали хорошее соотстветствие интестов интестова ндартной ОТ-ПЦР (коэффициенты Пирсона > 0,9).Testijiet kliniċi b'36 kampjun ta 'tampuni nażali wrew qbil tajjeb mal-intensità tal-fluworexxenza ta' RT-PCR standard (koeffiċjenti ta 'Pearson> 0.9).RT-PCR Клинические испытания 36 образцов мазков из носа показали хорошее совпадение интение интенцов из носа показали хорошее совпадение интение интение интера тандартной ОТ-ПЦР (коэффициент Пирсона > 0,9).L-ittestjar kliniku ta '36 kampjun ta' swab nażali wera qbil tajjeb ta 'intensità ta' fluworexxenza ma 'RT-PCR standard (koeffiċjent ta' Pearson> 0.9).B'mod parallel ma 'dan ix-xogħol, diversi metodi bijokimiċi emerġenti (eż., ċikliżmu termali fil-plażma, immunoassays mingħajr amplifikazzjoni, u analiżi tal-funzjonalizzazzjoni tan-nanobody) urew il-potenzjal tagħhom fil-POCT.Madankollu, minħabba n-nuqqas ta’ pjattaforma POCT kompletament integrata u robusta, dawn il-metodi inevitabbilment jeħtieġu proċeduri ta’ qabel l-ipproċessar separati (eż. iżolament RNA44, inkubazzjoni45 u ħasil46), li jikkomplementa aktar ix-xogħol attwali b’dawn il-metodi biex jiġu implimentati funzjonijiet POCT avvanzati b’ il-parametri meħtieġa.prestazzjoni fetch-in-response-output.F'dan ix-xogħol, għalkemm il-pompa ta 'l-arja użata biex tattiva l-valv FAST hija żgħira biżżejjed biex tiġi integrata fi strument benchtop (Fig. S9, S10), xorta tikkonsma enerġija sinifikanti u tiġġenera ħoss.Fil-prinċipju, pompi pnewmatiċi ta 'fattur ta' forma iżgħar jistgħu jiġu sostitwiti b'mezzi oħra, bħall-użu ta 'forza elettromanjetika jew attwazzjoni tas-swaba'.Aktar titjib jista’ jinkludi, pereżempju, l-adattament ta’ kits għal analiżi bijokimiċi differenti u speċifiċi, bl-użu ta’ metodi ġodda ta’ skoperta li ma jeħtiġux sistemi ta’ tisħin/tkessiħ, u b’hekk tiġi pprovduta pjattaforma POCT mingħajr għodda għall-applikazzjonijiet tal-PCR.Aħna nemmnu li minħabba li l-pjattaforma FAST tipprovdi mod biex timmanipula l-likwidi, nemmnu li t-teknoloġija FAST proposta tippreżenta l-potenzjal li toħloq pjattaforma komuni mhux biss għall-ittestjar bijomediku, iżda wkoll għall-monitoraġġ ambjentali, l-ittestjar tal-kwalità tal-ikel, is-sinteżi tal-materjal u tad-droga. ..
Il-ġbir u l-użu ta 'kampjuni ta' swab nażali umani ġew approvati mill-Kumitat tal-Etika tal-Ewwel Sptar Affiljat tal-Università ta 'Zhejiang (IIT20220330B).Inġabru 36 kampjun ta' swab nażali, li kienu jinvolvu 16-il adult < 30 sena, 7 adulti > 40 sena, u 19-il raġel, 17-il mara.Inġabru 36 kampjun ta' swab nażali, li kienu jinvolvu 16-il adult < 30 sena, 7 adulti > 40 sena, u 19-il raġel, 17-il mara.Было собрано 36 образцов мазков из носа, в которых приняли участие 16 взрослых мазков из носа, в которых приняли участие 16 взрослых взрослых < 30 летро, ​​30 лыетро лет, 19 мужчин и 17 женщин.Inġabru sitta u tletin kampjun ta’ swab nażali minn 16-il adult ta’ < 30 sena, 7 adulti ta’ aktar minn 40 sena, 19-il raġel u 17-il mara.Id-dejta demografika hija ppreżentata fit-Tabella Supplimentari 3. Inkiseb kunsens infurmat mill-parteċipanti kollha.Il-parteċipanti kollha kienu suspettati li kellhom l-influwenza u ġew ittestjati volontarjament mingħajr kumpens.
Il-bażi u l-għatu FAST huma magħmula minn aċidu polilattiku (PLA) u stampati minn printer Ender 3 Pro 3D (Shenzhen Transcend 3D Technology Co., Ltd.).Tejp b'żewġ naħat inxtara mingħand Adhesives Research, Inc. Mudell 90880. Film tal-PET ħxuna ta' 100 µm inxtara mingħand McMaster-Carr.Kemm il-kolla kif ukoll il-film tal-PET inqatgħu bl-użu tal-qtugħ Silhouette Cameo 2 minn Silhouette America, Inc. Il-film elastiku huwa magħmul minn materjal PDMS permezz ta 'molding ta' injezzjoni.L-ewwel, qafas tal-PET ħoxnin ta '200 µm inqata' permezz ta' sistema tal-laser u inkollat ​​ma' folja PMMA ħoxna ta '3 mm bl-użu ta' tejp li jwaħħal b'żewġ naħat ta' 100 µm.Il-prekursur tal-PDMS (Sylgard 184; Parti A: Parti B = 10:1, Dow Corning) imbagħad ġie mferra fil-moffa u ntużat virga tal-ħġieġ biex tneħħi l-PDMS żejjed.Wara t-tqaddid f'70 ° C. għal 3 sigħat, il-film PDMS ta '300 μm ħoxnin jista' jitqaxxar mill-moffa.
Ritratti għal distribuzzjoni versatili, pubblikazzjoni fuq talba u prestazzjoni affidabbli jittieħdu b'kamera b'veloċità għolja (Sony AX700 1000 fps).L-orbital shaker użat fit-test tal-affidabbiltà nxtara minn SCILOGEX (SCI-O180).Il-pressjoni tal-arja hija ġġenerata minn kompressur tal-arja, u bosta regolaturi diġitali tal-pressjoni ta 'preċiżjoni jintużaw biex jaġġustaw il-valur tal-pressjoni.Il-proċess tal-ittestjar tal-imġiba tal-fluss huwa kif ġej.Ammont predeterminat ta 'fluwidu ġie injettat fl-apparat tat-test u ntużat kamera b'veloċità għolja biex tirreġistra l-imġieba tal-fluss.Immaġini fissi mbagħad ittieħdu minn vidjows tal-imġieba tal-fluss f'ħinijiet fissi, u l-erja li kien fadal ġiet ikkalkulata bl-użu ta 'softwer Image-Pro Plus, li mbagħad ġie mmultiplikat bil-fond tal-kamera biex jiġi kkalkulat il-volum.Dettalji tas-sistema tal-ittestjar tal-imġiba tal-fluss jistgħu jinstabu fil-Figura Supplimentari S4.
Injetta 50 µl ta' microbeads u 100 µl ta' ilma dejonizzat fl-apparat tat-taħlit tal-kunjett.Ritratti ta 'prestazzjoni mħallta ttieħdu b'kamera b'veloċità għolja kull 0.1 sekondi fi pressjonijiet ta' 0.1 bar, 0.15 bar u 0.2 bar.L-informazzjoni tal-pixel matul il-proċess tat-taħlit tista 'tinkiseb minn dawn l-immaġini permezz ta' softwer għall-ipproċessar tar-ritratti (Photoshop CS6).U l-effiċjenza tat-taħlit tista 'tinkiseb bl-Ekwazzjoni 53 li ġejja.
fejn M hija l-effiċjenza tat-taħlit, N huwa n-numru totali ta 'pixels tal-kampjun, u ci u \(\bar{c}\) huma l-konċentrazzjonijiet normalizzati u mistennija normalizzati.L-effiċjenza tat-taħlit tvarja minn 0 (0%, mhux imħallat) għal 1 (100%, imħallat kompletament).Ir-riżultati huma murija fil-Figura Supplimentari S6.
Kit RT-PCR f'ħin reali għal IAV u IBV, inklużi kampjuni ta' RNA IAV u IBV (nru tal-kat. RR-0051-02/RR-0052-02, Liferiver, iċ-Ċina), buffer Tris-EDTA (buffer TE nru B541019 , Sangon Biotech, iċ-Ċina), Positive Control RNA Purification Kit (Parti Nru Z-ME-0010, Liferiver, iċ-Ċina) u Soluzzjoni GAPDH (Parti Nru M591101, Sangon Biotech, iċ-Ċina) huma disponibbli kummerċjalment.Il-kit tal-purifikazzjoni tal-RNA jinkludi buffer li jorbot, ħasil A, ħasil W, eluwent, microbeads manjetiċi, u trasportatur akriliku.Kits RT-PCR f'ħin reali IAV u IBV jinkludu taħlita ta 'skoperta ta' aċidu nuklejku PCR IFVA u enzima RT-PCR.Żid 6 µl ta' AcrylCarrier u 20 µl ta' żibeġ manjetiċi ma' 500 µl ta' soluzzjoni buffer li torbot, ħawwad sew u mbagħad ipprepara s-soluzzjoni taż-żibeġ.Żid 21 ml ta' etanol mal-ħasliet A u W, ħawwad sew biex tikseb soluzzjonijiet ta' ħasliet A u W, rispettivament.Imbagħad, 18 µl ta’ taħlita fluworexxenti ta’ PCR b’aċidu nuklejku IFVA u 1 µl ta’ enzima RT-PCR ġew miżjuda ma’ 1 µl ta’ soluzzjoni TE, imħawwad u ċentrifugati għal diversi sekondi, u kiseb 20 µl ta’ primers IAV u IBV.
Segwi l-proċedura ta 'purifikazzjoni RNA li ġejja: (1) Adsorbiment RNA.Pipetta 526 µl tas-soluzzjoni tal-pellet f'tubu ċentrifugu ta' 1.5 ml u żid 150 µl ta' kampjun, imbagħad ħawwad manwalment it-tubu 'l fuq u' l isfel 10 darbiet.Ittrasferixxi 676 µl tat-taħlita għall-kolonna ta' affinità u ċċentrifuga f'1.88 x 104 g għal 60 sekonda.Drejns sussegwenti mbagħad jintremew.(2) L-ewwel stadju tal-ħasil.Żid 500 µl ta' soluzzjoni tal-ħasil A mal-kolonna ta' affinità, ċentrifuga f'1.88 x 104 g għal 40 s, u armi s-soluzzjoni użata.Dan il-proċess tal-ħasil ġie ripetut darbtejn.(3) it-tieni stadju tal-ħasil.Żid 500 µl ta' soluzzjoni tal-ħasil W mal-kolonna ta' affinità, ċentrifuga f'1.88×104 g għal 15 s u armi s-soluzzjoni użata.Dan il-proċess tal-ħasil ġie ripetut darbtejn.(4) Elużjoni.Żid 200 µl ta' eluat mal-kolonna ta' affinità u ċentrifuga f'1.88 x 104 g għal 2 min.(5) RT-PCR: L-eluat ġie injettat f'20 μl tas-soluzzjoni primer f'tubu PCR, imbagħad it-tubu tqiegħed f'apparat tat-test tal-PCR f'ħin reali (SLAN-96P) biex iwettaq il-proċess RT-PCR.Il-proċess kollu ta' sejbien jieħu madwar 140 minuta (20 minuta għall-purifikazzjoni tal-RNA u 120 minuta għall-iskoperta tal-PCR).
526 µl ta’ soluzzjoni ta’ żibeġ, 1000 µl ta’ soluzzjoni tal-ħasil A, 1000 µl ta’ soluzzjoni tal-ħasil W, 200 µl ta’ eluate u 20 µl ta’ soluzzjoni tal-primer ġew miżjuda b’mod preliminari u maħżuna f’kmamar M, W1, W2, E u kmamar ta’ detezzjoni tal-PCR.Assemblaġġ tal-pjattaforma.Imbagħad, 150 µl tal-kampjun ġew pipettati fil-kamra M u l-pjattaforma FAST-POCT ġiet imdaħħla fl-istrument tat-test muri fil-Figura Supplimentari S9.Wara madwar 82 minuta, ir-riżultati tat-test kienu disponibbli.
Sakemm ma jkunx innutat mod ieħor, ir-riżultati tat-test kollha huma ppreżentati bħala medja ± SD wara minimu ta' sitt repliki bl-użu biss tal-pjattaforma FAST-POCT u kampjuni bijoloġikament indipendenti.L-ebda dejta ma ġiet eskluża mill-analiżi.L-esperimenti mhumiex każwali.Ir-riċerkaturi ma kinux għomja għall-kompiti tal-grupp matul l-esperiment.
Għal aktar informazzjoni dwar id-disinn tal-istudju, ara l-astratt tar-Rapport tar-Riċerka dwar in-Natura marbut ma’ dan l-artikolu.
Dejta li tappoġġja r-riżultati ta' dan l-istudju hija disponibbli f'Informazzjoni Supplimentari.Dan l-artikolu jipprovdi d-dejta oriġinali.
Chagla, Z. & Madhukar, P. Il-boosters tal-COVID-19 f'nazzjonijiet sinjuri se jdewmu l-vaċċini għal kulħadd.Chagla, Z. & Madhukar, P. Il-boosters tal-COVID-19 f'nazzjonijiet sinjuri se jdewmu l-vaċċini għal kulħadd.Chagla, Z. u Madhukar, P. Il-boosters tal-COVID-19 f'pajjiżi sinjuri se jdewmu l-vaċċini għal kulħadd.Chagla, Z. u Madhukar, P. It-tilqim mill-ġdid tal-COVID-19 f'pajjiżi sinjuri se jdewwem it-tilqim għal kulħadd.Mediċina nazzjonali.27, 1659–1665 (2021).
Faust, L. et al.Ittestjar tas-SARS-CoV-2 f'pajjiżi bi dħul baxx u medju: disponibbiltà u affordabbiltà fis-settur tal-kura tas-saħħa privata.infezzjoni mikrobjali.22, 511–514 (2020).
Organizzazzjoni Dinjija tas-Saħħa.Prevalenza u inċidenza globali ta 'infezzjonijiet trażmessi sesswalment li jitfejjaq magħżula: reviżjoni u stimi.Ġinevra: WHO, WHO/HIV_AIDS/2 https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/66818/WHO_HIV_AIDS_2001.02.pdf (2001).
Fenton, EM et al.Strixxi tat-test tal-fluss tal-ġenb iffurmati 2D multipli.applikazzjoni ASS.alma mater.Inter Milan.1, 124–129 (2009).
Schilling, KM et al.Apparat ta 'analiżi mikrofluwidiku kompletament magħluq.anus.Kimika.84, 1579–1585 (2012).
Lapenter, N. et al.L-immunokromatografija kompetittiva bbażata fuq il-karta flimkien ma 'elettrodi modifikati bl-enżimi tippermetti monitoraġġ mingħajr fili u determinazzjoni elettrokimika tal-kotinina urinarja.Sensuri 21, 1659 (2021).
Zhu, X. et al.Il-kwantifikazzjoni tal-bijomarkaturi tal-mard bi pjattaforma ta 'fluwidu laterali integrata fin-nanożimi versatili bl-użu ta' glukometru.sensor bijoloġiku.Bijoelettronika.126, 690–696 (2019).
Boo, S. et al.Strixxa tat-test tat-tqala għall-iskoperta ta 'batterji patoġeniċi bl-użu ta' concanavalin A-gonadotropin korjoniku uman-Cu3(PO4)2 nanoflowers ibridi, separazzjoni manjetika u qari ta 'smart phone.Mikrokompjuter.Magazine.185, 464 (2018).