Σας ευχαριστούμε που επισκεφτήκατε το www.chinacdoe.com.Η έκδοση του προγράμματος περιήγησης που χρησιμοποιείτε έχει περιορισμένη υποστήριξη CSS.Για την καλύτερη εμπειρία, συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε ένα ενημερωμένο πρόγραμμα περιήγησης (ή να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία συμβατότητας στον Internet Explorer).Στο μεταξύ, για να διασφαλίσουμε τη συνεχή υποστήριξη, θα αποδώσουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Τα συστήματα Lab-on-a-chip με επιτόπιες δυνατότητες προσφέρουν τη δυνατότητα για γρήγορη και ακριβή διάγνωση και είναι χρήσιμα σε περιβάλλοντα με περιορισμένους πόρους, όπου δεν είναι διαθέσιμος βιοϊατρικός εξοπλισμός και εκπαιδευμένοι επαγγελματίες.Ωστόσο, η δημιουργία ενός συστήματος δοκιμών σημείου φροντίδας που έχει ταυτόχρονα όλα τα απαραίτητα χαρακτηριστικά για πολυλειτουργική διανομή, απελευθέρωση κατ' απαίτηση, αξιόπιστη απόδοση και μακροχρόνια αποθήκευση αντιδραστηρίων παραμένει μια σημαντική πρόκληση.Εδώ περιγράφουμε μια τεχνολογία μικροδιακοπτών διαδρομής που ενεργοποιείται με μοχλό που μπορεί να χειριστεί τα υγρά προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, να παρέχει ακριβή και αναλογική απόκριση στην εφαρμοζόμενη πίεση αέρα και να παραμένει σταθερή έναντι απότομων κινήσεων και κραδασμών.Με βάση την τεχνολογία, περιγράφουμε επίσης την ανάπτυξη ενός συστήματος αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης που ενσωματώνει λειτουργίες εισαγωγής αντιδραστηρίου, ανάμειξης και αντίδρασης όλα σε μία διαδικασία, η οποία επιτυγχάνει απόδοση «δείγμα-σε-απάντηση» για όλα τα κλινικά ρινικά δείγματα από 18 ασθενείς με Γρίπη και 18 μεμονωμένα μάρτυρες, σε καλή συμφωνία της έντασης φθορισμού με την τυπική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (συντελεστές Pearson > 0,9).Με βάση την τεχνολογία, περιγράφουμε επίσης την ανάπτυξη ενός συστήματος αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης που ενσωματώνει τις λειτουργίες εισαγωγής αντιδραστηρίου, ανάμειξης και αντίδρασης όλα σε μία διαδικασία, η οποία επιτυγχάνει απόδοση "δείγμα-σε-απάντηση-έξω" για όλα τα κλινικά ρινικά δείγματα από 18 ασθενείς με Influenza και 18 μεμονωμένα μάρτυρες, σε καλή συμφωνία της έντασης φθορισμού με την τυπική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (συντελεστές Pearson > 0,9).Основываясь на этой технологии, мы также описываем разработку системы полимеразной цепной реакции, которая объединяет функции воведения реагентов, смешивания и реакции во одном процессе, что обеспечивает выполнотение 18 ασθενείς με Gripp и 18 отдельных контролей, в хорошем соответствии интенсивности флуоресценции со τυποποιημένο πολυμεσοϊχικό σύλλογο (coefficientы Pirsona> 0,9).Με βάση αυτήν την τεχνολογία, περιγράφουμε επίσης την ανάπτυξη ενός συστήματος αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης που συνδυάζει τις λειτουργίες της έγχυσης, της ανάμειξης και της αντίδρασης σε μια ενιαία διαδικασία, επιτρέποντας τη λήψη δείγματος σε απόκριση για όλα τα κλινικά ρινικά δείγματα από 18 ασθενείς με γρίπη.και 18 μεμονωμένα μάρτυρες, σε καλή συμφωνία με την τυπική ένταση φθορισμού αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (συντελεστές Pearson > 0,9).Με βάση αυτή την τεχνολογία, περιγράφουμε επίσης την ανάπτυξη ενός συστήματος αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης που ενσωματώνει λειτουργίες έγχυσης αντιδραστηρίου, ανάμιξης και αντίδρασης για την ανάλυση όλων των κλινικών ρινικών δειγμάτων από 18 δείγματα ρινικών ασθενών σε δείγμα. Γρίπη και 18 μεμονωμένα μάρτυρες, ταιριάζουν με την ένταση φθορισμού καλά με τυπική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (συντελεστής Pearson > 0,9).Η προτεινόμενη πλατφόρμα εγγυάται αξιόπιστη αυτοματοποίηση της βιοϊατρικής ανάλυσης και έτσι μπορεί να επιταχύνει την εμπορευματοποίηση μιας σειράς συσκευών δοκιμών σημείου φροντίδας.
Οι αναδυόμενες ανθρώπινες ασθένειες, όπως η πανδημία COVID-19 του 2020 που έχει στοιχίσει τη ζωή σε εκατομμύρια ανθρώπους, αποτελούν σοβαρή απειλή για την παγκόσμια υγεία και τον ανθρώπινο πολιτισμό1.Η έγκαιρη, ταχεία και ακριβής ανίχνευση ασθενειών είναι κρίσιμη για τον έλεγχο της εξάπλωσης του ιού και τη βελτίωση των αποτελεσμάτων της θεραπείας.Ένα βασικό διαγνωστικό οικοσύστημα που βασίζεται σε κεντρικά εργαστήρια όπου τα δείγματα δοκιμών αποστέλλονται σε νοσοκομεία ή διαγνωστικές κλινικές και διευθύνονται από επαγγελματίες, περιορίζει επί του παρόντος την πρόσβαση για σχεδόν 5,8 δισεκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, ειδικά εκείνων που ζουν σε περιβάλλοντα με περιορισμένους πόρους.όπου υπάρχει έλλειψη ακριβού βιοϊατρικού εξοπλισμού και ειδικευμένων ειδικών.κλινικοί ιατροί 2. Επομένως, υπάρχει επείγουσα ανάγκη να αναπτυχθεί ένα φθηνό και φιλικό προς το χρήστη σύστημα εργαστηρίου σε τσιπ με δυνατότητα δοκιμής σημείου φροντίδας (POCT) που μπορεί να παρέχει στους κλινικούς ιατρούς έγκαιρες διαγνωστικές πληροφορίες για τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων διάγνωσης .και θεραπεία 3.
Οι οδηγίες του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ) αναφέρουν ότι ένα ιδανικό POCT θα πρέπει να είναι προσιτό, φιλικό προς το χρήστη (εύχρηστο με ελάχιστη εκπαίδευση), ακριβές (αποφυγή ψευδών αρνητικών ή ψευδώς θετικών), γρήγορο και αξιόπιστο (να παρέχει καλές ιδιότητες επαναληψιμότητας) και παραδοτέο (με δυνατότητα μακροχρόνιας αποθήκευσης και άμεσα διαθέσιμο στους τελικούς χρήστες)4.Για να ανταποκριθούν σε αυτές τις απαιτήσεις, τα συστήματα POCT πρέπει να παρέχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: ευέλικτη δοσολογία για μείωση της χειροκίνητης παρέμβασης, απελευθέρωση κατά παραγγελία σε μεταφορά αντιδραστηρίου κλίμακας για ακριβή αποτελέσματα δοκιμών και αξιόπιστη απόδοση για αντοχή σε περιβαλλοντικούς κραδασμούς.Επί του παρόντος, η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή POCT είναι η λωρίδα πλευρικής ροής5,6 που αποτελείται από πολλά στρώματα πορωδών μεμβρανών νιτροκυτταρίνης που ωθούν μια πολύ μικρή ποσότητα δείγματος προς τα εμπρός, αντιδρώντας με προ-ακινητοποιημένα αντιδραστήρια με τριχοειδική δύναμη.Αν και έχουν το πλεονέκτημα του χαμηλού κόστους, της ευκολίας χρήσης και των γρήγορων αποτελεσμάτων, οι συσκευές POCT που βασίζονται σε ταινίες ροής μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για βιολογικές δοκιμές (π.χ. τεστ γλυκόζης7,8 και τεστ εγκυμοσύνης9,10) χωρίς να απαιτούνται αναλύσεις πολλαπλών σταδίων.αντιδράσεις (π.χ. φόρτωση πολλαπλών αντιδραστηρίων, ανάμειξη, πολυπλεξία).Επιπλέον, οι κινητήριες δυνάμεις που ελέγχουν την κίνηση του υγρού (δηλαδή, οι τριχοειδείς δυνάμεις) δεν παρέχουν καλή συνέπεια, ειδικά μεταξύ των παρτίδων, με αποτέλεσμα κακή αναπαραγωγιμότητα11 και καθιστώντας τις ζώνες πλευρικής ροής κυρίως χρήσιμες για καλή ανίχνευση12,13.
Οι διευρυμένες παραγωγικές ικανότητες σε μικρο- και νανοκλίμακα έχουν δημιουργήσει ευκαιρίες για την ανάπτυξη μικρορευστών συσκευών POCT για ποσοτικές μετρήσεις14,15,16,17.Ρυθμίζοντας τις ιδιότητες της διεπαφής 18, 19 και τη γεωμετρία των καναλιών 20, 21, 22, μπορεί να ελεγχθεί η τριχοειδής δύναμη και ο ρυθμός ροής αυτών των συσκευών.Ωστόσο, η αξιοπιστία τους, ειδικά για υγρά με υψηλή υγρασία, παραμένει απαράδεκτη λόγω κατασκευαστικών ανακριβειών, ελαττωμάτων υλικού και ευαισθησίας σε περιβαλλοντικούς κραδασμούς.Επιπλέον, δεδομένου ότι δημιουργείται τριχοειδής ροή στη διεπιφάνεια υγρού-αερίου, δεν μπορεί να εισαχθεί πρόσθετη ροή, ειδικά μετά την πλήρωση του μικρορευστικού καναλιού με υγρό.Επομένως, για πιο σύνθετη ανίχνευση, πρέπει να εκτελεστούν διάφορα στάδια έγχυσης δείγματος24,25.
Μεταξύ των μικρορευστών συσκευών, οι φυγόκεντρες μικρορευστοποιητικές συσκευές είναι επί του παρόντος μία από τις καλύτερες λύσεις για το POCT26,27.Ο μηχανισμός κίνησης του είναι πλεονεκτικός στο ότι η κινητήρια δύναμη μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας την ταχύτητα περιστροφής.Ωστόσο, το μειονέκτημα είναι ότι η φυγόκεντρος δύναμη κατευθύνεται πάντα προς το εξωτερικό άκρο της συσκευής, καθιστώντας δύσκολη την υλοποίηση των αντιδράσεων πολλαπλών σταδίων που απαιτούνται για πιο σύνθετες αναλύσεις.Αν και πρόσθετες κινητήριες δυνάμεις (π.χ. τριχοειδή 28, 29 και πολλά άλλα 30, 31, 32, 33, 34, 35) επιπλέον της φυγόκεντρης δύναμης εισάγονται για πολυλειτουργική δοσομέτρηση, μπορεί να προκύψει απρόβλεπτη μεταφορά υγρού επειδή αυτές οι πρόσθετες δυνάμεις είναι γενικά παραγγελίες μέγεθος μικρότερο από τη φυγόκεντρη δύναμη, καθιστώντας τα αποτελεσματικά μόνο σε μικρές περιοχές λειτουργίας ή δεν είναι διαθέσιμα κατόπιν ζήτησης με απελευθέρωση υγρού.Η ενσωμάτωση πνευματικών χειρισμών σε φυγοκεντρικά μικρορευστικά όπως οι φυγόκεντρες κινητικές μέθοδοι 36, 37, 38, οι θερμοπνευματικές μέθοδοι 39 και οι ενεργές πνευματικές μέθοδοι 40 έχει αποδειχθεί ελκυστική εναλλακτική.Με την αντιφυγοδυναμική προσέγγιση, μια πρόσθετη κοιλότητα και μικροκανάλια σύνδεσης ενσωματώνονται στη συσκευή τόσο για εξωτερική όσο και για εσωτερική δράση, αν και η απόδοση άντλησής της (στην περιοχή από 75% έως 90%) εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον αριθμό των κύκλων άντλησης και το ιξώδες του υγρού.Στη θερμοπνευματική μέθοδο, η μεμβράνη λατέξ και ο θάλαμος μεταφοράς υγρού είναι ειδικά σχεδιασμένοι για να σφραγίζουν ή να ανοίγουν ξανά την είσοδο όταν θερμαίνεται ή ψύχεται ο παγιδευμένος όγκος αέρα.Ωστόσο, η ρύθμιση θέρμανσης/ψύξης εισάγει προβλήματα αργής απόκρισης και περιορίζει τη χρήση της σε θερμοευαίσθητους προσδιορισμούς (π.χ. ενίσχυση αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR)).Με μια ενεργή πνευματική προσέγγιση, η απελευθέρωση κατ' απαίτηση και η κίνηση προς τα μέσα επιτυγχάνονται μέσω της ταυτόχρονης εφαρμογής θετικής πίεσης και επακριβώς προσαρμοσμένων ταχυτήτων περιστροφής από κινητήρες υψηλής ταχύτητας.Υπάρχουν και άλλες επιτυχημένες προσεγγίσεις που χρησιμοποιούν μόνο πνευματικούς ενεργοποιητές (θετική πίεση 41, 42 ή αρνητική πίεση 43) και κανονικά σχέδια κλειστών βαλβίδων.Εφαρμόζοντας διαδοχικά πίεση στον πνευματικό θάλαμο, το υγρό αντλείται προς τα εμπρός περισταλτικά και η κανονικά κλειστή βαλβίδα εμποδίζει την αντίστροφη ροή του υγρού λόγω της περισταλτικής, πραγματοποιώντας έτσι πολύπλοκες λειτουργίες υγρού.Ωστόσο, επί του παρόντος, υπάρχει μόνο ένας περιορισμένος αριθμός μικρορευστών τεχνολογιών που μπορούν να εκτελούν πολύπλοκες λειτουργίες υγρού σε μία μόνο συσκευή POCT, συμπεριλαμβανομένης της πολυλειτουργικής διανομής, της απελευθέρωσης κατά παραγγελία, της αξιόπιστης απόδοσης, της μακροχρόνιας αποθήκευσης, του χειρισμού υγρών υψηλού ιξώδους, και οικονομικά αποδοτική παραγωγή.Όλα ταυτόχρονα.Η έλλειψη λειτουργικής λειτουργίας πολλαπλών βημάτων μπορεί επίσης να είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους μόνο λίγα εμπορικά προϊόντα POCT όπως τα Cepheid, Binx, Visby, Cobas Liat και Rhonda έχουν εισαχθεί με επιτυχία στην ανοιχτή αγορά μέχρι σήμερα.
Σε αυτή την εργασία, προτείνουμε έναν πνευματικό μικρορευστο ενεργοποιητή που βασίζεται στην τεχνολογία μικροδιακόπτη πράσινου δακτυλίου (FAST).Το FAST συνδυάζει όλες τις απαραίτητες ιδιότητες ταυτόχρονα για ένα ευρύ φάσμα αντιδραστηρίων από μικρολίτρα έως χιλιοστόλιτρα.Το FAST αποτελείται από ελαστικές μεμβράνες, μοχλούς και μπλοκ.Χωρίς την εφαρμογή πίεσης αέρα, οι μεμβράνες, οι μοχλοί και τα μπλοκ μπορούν να κλείσουν ερμητικά και το υγρό στο εσωτερικό μπορεί να αποθηκευτεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.Όταν εφαρμόζεται η κατάλληλη πίεση και ρυθμίζεται στο μήκος του μοχλού, το διάφραγμα διαστέλλεται και ωθεί τον μοχλό στην ανοιχτή θέση, επιτρέποντας τη διέλευση του υγρού.Αυτό επιτρέπει την πολυλειτουργική μέτρηση υγρών με καταρράκτη, ταυτόχρονη, διαδοχική ή επιλεκτική.
Έχουμε αναπτύξει ένα σύστημα PCR χρησιμοποιώντας το FAST για τη δημιουργία αποτελεσμάτων απόκρισης σε δείγμα για την ανίχνευση των ιών της γρίπης Α και Β (IAV και IBV).Πετύχαμε ένα χαμηλότερο όριο ανίχνευσης (LOD) 102 αντιγράφων/mL, η πολυπλεξία μας έδειξε εξειδίκευση για IAV και IBV και επέτρεψε τον προσδιορισμό της παθοτυπίας του ιού της γρίπης.Τα αποτελέσματα των κλινικών δοκιμών χρησιμοποιώντας το δείγμα ρινικού επιχρίσματος από 18 ασθενείς και 18 υγιή άτομα δείχνουν καλή συμφωνία στην ένταση φθορισμού με την τυπική RT-PCR (συντελεστές Pearson > 0,9).Τα αποτελέσματα των κλινικών δοκιμών χρησιμοποιώντας το δείγμα ρινικού επιχρίσματος από 18 ασθενείς και 18 υγιή άτομα δείχνουν καλή συμφωνία στην ένταση φθορισμού με την τυπική RT-PCR (συντελεστές Pearson > 0,9).Результаты клинических испытаний со использованием образца мазка од носа από 18 παθήσεις και 18 επιστήμονες που δείχνουν την καλύτερη συμβουλή για την εντατικοποίηση флуоресценции стандардной ОТ-ПЦ >9, (0).Τα αποτελέσματα κλινικών δοκιμών με τη χρήση δείγματος ρινικού επιχρίσματος από 18 ασθενείς και 18 υγιή άτομα δείχνουν καλή συμφωνία μεταξύ της έντασης φθορισμού της τυπικής RT-PCR (συντελεστές Pearson > 0,9).0,9………………………………………………………………………………….. Результаты клинических испытаний со использованием образцов назальных мазков από 18 παθήσεις και 18 επιστήμονες δηλώνουν πιο όμορφες συμβουλές μεταξύ των επενδυτικών κριτηρίων της φθοράς των φθορών και των κριτηρίων στάθμης >9.Τα αποτελέσματα κλινικών δοκιμών με χρήση δειγμάτων ρινικού επιχρίσματος από 18 ασθενείς και 18 υγιή άτομα έδειξαν καλή συμφωνία μεταξύ της έντασης του φθορισμού και της τυπικής RT-PCR (συντελεστής Pearson > 0,9).Το εκτιμώμενο κόστος υλικού μιας συσκευής FAST-POCT είναι περίπου US$1 (Συμπληρωματικός Πίνακας 1) και μπορεί να μειωθεί περαιτέρω χρησιμοποιώντας μεθόδους κατασκευής μεγάλης κλίμακας (π.χ. χύτευση με έγχυση).Στην πραγματικότητα, οι συσκευές POCT που βασίζονται στο FAST διαθέτουν όλα τα απαραίτητα χαρακτηριστικά που επιβάλλονται από τον ΠΟΥ και είναι συμβατές με νέες μεθόδους βιοχημικών δοκιμών, όπως θερμικός κύκλος πλάσματος44, ανοσοδοκιμασίες χωρίς ενίσχυση45 και δοκιμές λειτουργικότητας νανοσωματίου46 που αποτελούν τη ραχοκοκαλιά των συστημάτων POCT.δυνατότητα.
Στο σχ.Το σχήμα 1α δείχνει τη δομή της πλατφόρμας FAST-POCT, η οποία αποτελείται από τέσσερις θαλάμους υγρών: έναν θάλαμο προ-αποθήκευσης, έναν θάλαμο ανάμειξης, έναν θάλαμο αντίδρασης και έναν θάλαμο απορριμμάτων.Το κλειδί για τον έλεγχο της ροής του υγρού είναι ο σχεδιασμός FAST (που αποτελείται από ελαστικές μεμβράνες, μοχλούς και μπλοκ) που βρίσκονται στον θάλαμο προ-αποθήκευσης και στον θάλαμο ανάμειξης.Ως μέθοδος που ενεργοποιείται με πεπιεσμένο αέρα, ο σχεδιασμός FAST παρέχει ακριβή έλεγχο ροής ρευστού, συμπεριλαμβανομένης της κλειστής/ανοιχτής μεταγωγής, ευέλικτης δοσομέτρησης, απελευθέρωσης υγρού κατά παραγγελία, αξιόπιστης λειτουργίας (π.χ. έλλειψη ευαισθησίας στους κραδασμούς του περιβάλλοντος) και μακροχρόνιας αποθήκευσης.Η πλατφόρμα FAST-POCT αποτελείται από τέσσερα στρώματα: ένα στρώμα στήριξης, ένα στρώμα ελαστικής μεμβράνης, ένα στρώμα πλαστικής μεμβράνης και ένα στρώμα κάλυψης, όπως φαίνεται σε μεγέθυνση στο Σχ. 1β (επίσης φαίνεται λεπτομερώς στα συμπληρωματικά σχήματα S1 και S2 ).Όλα τα κανάλια και οι θάλαμοι μεταφοράς υγρών (όπως οι θάλαμοι προ-αποθήκευσης και αντίδρασης) είναι ενσωματωμένα σε υποστρώματα PLA (πολυγαλακτικό οξύ) με πάχος από 0,2 mm (λεπτότερο μέρος) έως 5 mm.Το υλικό ελαστικής μεμβράνης είναι ένα PDMS πάχους 300 μm που διαστέλλεται εύκολα όταν εφαρμόζεται πίεση αέρα λόγω του «λεπτού πάχους» και του χαμηλού συντελεστή ελαστικότητάς του (περίπου 2,25 MPa47).Το στρώμα μεμβράνης πολυαιθυλενίου είναι κατασκευασμένο από τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET) με πάχος 100 μm για την προστασία του ελαστικού φιλμ από υπερβολική παραμόρφωση λόγω πίεσης αέρα.Αντίστοιχα με τους θαλάμους, το στρώμα υποστρώματος έχει μοχλούς συνδεδεμένους με το στρώμα κάλυψης (από PLA) με μεντεσέδες για τον έλεγχο της ροής του υγρού.Η ελαστική μεμβράνη κολλήθηκε στο στρώμα στήριξης χρησιμοποιώντας κολλητική ταινία διπλής όψεως (ARseal 90880) και καλύφθηκε με πλαστική μεμβράνη.Τρεις στρώσεις συναρμολογήθηκαν σε ένα υπόστρωμα χρησιμοποιώντας ένα σχέδιο T-clip στο στρώμα κάλυψης.Ο σφιγκτήρας T έχει ένα κενό μεταξύ δύο ποδιών.Όταν το κλιπ εισήχθη στην αυλάκωση, τα δύο πόδια λύγισαν ελαφρά, μετά επέστρεψαν στην αρχική τους κατάσταση και έδεσαν σφιχτά το καπάκι και το πίσω μέρος καθώς περνούσαν μέσα από την αυλάκωση (Συμπληρωματικό Σχ. S1).Στη συνέχεια, τα τέσσερα στρώματα συναρμολογούνται χρησιμοποιώντας συνδετήρες.
Σχηματικό διάγραμμα της πλατφόρμας που απεικονίζει τα διάφορα λειτουργικά διαμερίσματα και τα χαρακτηριστικά του FAST.b Μεγεθυσμένο διάγραμμα της πλατφόρμας FAST-POCT.γ Φωτογραφία της πλατφόρμας δίπλα σε ένα νόμισμα τετάρτου δολαρίου ΗΠΑ.
Ο μηχανισμός λειτουργίας της πλατφόρμας FAST-POCT φαίνεται στο Σχήμα 2. Τα βασικά εξαρτήματα είναι τα μπλοκ στο βασικό στρώμα και οι μεντεσέδες στο στρώμα κάλυψης, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα ένα σχέδιο παρεμβολής όταν τα τέσσερα στρώματα συναρμολογούνται χρησιμοποιώντας σχήμα Τ .Όταν δεν εφαρμόζεται πίεση αέρα (εικ. 2α), η προσαρμογή παρεμβολής προκαλεί κάμψη και παραμόρφωση του μεντεσέ και εφαρμόζεται δύναμη στεγανοποίησης μέσω του μοχλού για να πιέσει την ελαστική μεμβράνη πάνω στο μπλοκ και το υγρό στην κοιλότητα στεγανοποίησης ορίζεται ως σφραγισμένη πολιτεία.Θα πρέπει να σημειωθεί ότι σε αυτή την κατάσταση, ο μοχλός είναι λυγισμένος προς τα έξω, όπως φαίνεται στην πλάγια όψη στο Σχ. 2α.Όταν παρέχεται αέρας (Εικ. 2β), η ελαστική μεμβράνη επεκτείνεται προς τα έξω προς το κάλυμμα και σπρώχνει το μοχλό προς τα πάνω, ανοίγοντας έτσι ένα κενό μεταξύ του μοχλού και του μπλοκ για τη ροή του υγρού στον επόμενο θάλαμο, ο οποίος ορίζεται ως ανοιχτή κατάσταση .Μετά την απελευθέρωση της πίεσης του αέρα, ο μοχλός μπορεί να επιστρέψει στην αρχική του θέση και να παραμείνει σφιγμένος λόγω της ελαστικότητας του μεντεσέ.Βίντεο με τις κινήσεις του μοχλού παρουσιάζονται στη συμπληρωματική ταινία S1.
Α. Σχηματικό διάγραμμα και φωτογραφίες όταν είναι κλειστό.Σε περίπτωση απουσίας πίεσης, ο μοχλός πιέζει τη μεμβράνη πάνω στο μπλοκ και το υγρό σφραγίζεται.β Σε καλή κατάσταση.Όταν ασκείται πίεση, η μεμβράνη διαστέλλεται και ωθεί τον μοχλό προς τα πάνω, έτσι το κανάλι ανοίγει και το υγρό μπορεί να ρέει.γ Προσδιορίστε το χαρακτηριστικό μέγεθος της κρίσιμης πίεσης.Οι χαρακτηριστικές διαστάσεις περιλαμβάνουν το μήκος του μοχλού (L), την απόσταση μεταξύ του ολισθητήρα και του μεντεσέ (l) και το πάχος της προεξοχής του μοχλού (t).Fs είναι η δύναμη συμπίεσης στο σημείο γκαζιού Β. q είναι το ομοιόμορφα κατανεμημένο φορτίο στο μοχλό.Το Tx* αντιπροσωπεύει τη ροπή που αναπτύσσεται από τον αρθρωτό μοχλό.Η κρίσιμη πίεση είναι η πίεση που απαιτείται για την ανύψωση του μοχλού και τη ροή του ρευστού.δ Θεωρητικά και πειραματικά αποτελέσματα της σχέσης κρίσιμης πίεσης και μεγέθους στοιχείου.Πραγματοποιήθηκαν n = 6 ανεξάρτητα πειράματα και τα δεδομένα παρουσιάζονται ως ± τυπική απόκλιση.Τα ανεπεξέργαστα δεδομένα παρουσιάζονται ως αρχεία πρωτογενών δεδομένων.
Ένα αναλυτικό μοντέλο που βασίζεται στη θεωρία της δέσμης έχει αναπτυχθεί για να αναλύσει την εξάρτηση της κρίσιμης πίεσης Pc στην οποία ανοίγει το διάκενο από τις γεωμετρικές παραμέτρους (για παράδειγμα, L είναι το μήκος του μοχλού, l είναι η απόσταση μεταξύ του μπλοκ και του μεντεσέ, S είναι ο μοχλός Η περιοχή επαφής με το υγρό t είναι το πάχος της προεξοχής του μοχλού , όπως φαίνεται στο Σχ. 2γ).Όπως περιγράφεται λεπτομερώς στις Συμπληρωματικές Σημειώσεις και στο Συμπληρωματικό Σχήμα S3, το κενό ανοίγει όταν \({P}_{c}\ge \frac{2{F}_{s}l}{SL}\), όπου Fs είναι η ροπή \ ({T}_{x}^{\ast}(={F}_{s}l)\) για την εξάλειψη των δυνάμεων που σχετίζονται με την εφαρμογή παρεμβολής και την κάμψη του μεντεσέ.Η πειραματική απόκριση και το αναλυτικό μοντέλο δείχνουν καλή συμφωνία (Εικ. 2δ), δείχνοντας ότι η κρίσιμη πίεση Pc αυξάνεται με την αύξηση του t/l και τη μείωση του L, κάτι που εξηγείται εύκολα από το κλασικό μοντέλο δέσμης, δηλαδή η ροπή αυξάνεται με t/Lift .Έτσι, η θεωρητική μας ανάλυση δείχνει ξεκάθαρα ότι η κρίσιμη πίεση μπορεί να ελεγχθεί αποτελεσματικά ρυθμίζοντας το μήκος του μοχλού L και την αναλογία t/l, που παρέχει μια σημαντική βάση για το σχεδιασμό της πλατφόρμας FAST-POCT.
Η πλατφόρμα FAST-POCT παρέχει πολυλειτουργική διανομή (εμφανίζεται στο Σχήμα 3α με ένθετο και πείραμα), που είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του επιτυχημένου POCT, όπου τα υγρά μπορούν να ρέουν προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και με οποιαδήποτε σειρά (καταρράκτη, ταυτόχρονη, διαδοχική) ή επιλεκτική πολυκαναλική διανομή .– λειτουργία δοσολογίας.Στο σχ.Το 3a(i) δείχνει έναν καταρράκτη τρόπο δοσομέτρησης στον οποίο δύο ή περισσότεροι θάλαμοι είναι σε καταρράκτη χρησιμοποιώντας μπλοκ για να διαχωριστούν τα διάφορα αντιδρώντα και ένα μοχλό για τον έλεγχο της ανοικτής και κλειστής κατάστασης.Όταν ασκείται πίεση, το υγρό ρέει από τον επάνω στον κάτω θάλαμο με καταρράκτη τρόπο.Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι θάλαμοι καταρράκτη μπορούν να γεμιστούν με υγρές χημικές ουσίες ή ξηρές χημικές ουσίες όπως λυοφιλοποιημένες σκόνες.Στο πείραμα στο Σχ. 3α(i), το κόκκινο μελάνι από τον επάνω θάλαμο ρέει μαζί με την μπλε σκόνη βαφής (θειικός χαλκός) στον δεύτερο θάλαμο και γίνεται σκούρο μπλε όταν φτάσει στον κάτω θάλαμο.Δείχνει επίσης την πίεση ελέγχου για το υγρό που αντλείται.Ομοίως, όταν ένας μοχλός συνδέεται σε δύο θαλάμους, γίνεται η λειτουργία ταυτόχρονης έγχυσης, όπως φαίνεται στην εικ.3a(ii), στο οποίο το υγρό μπορεί να κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε δύο ή περισσότερους θαλάμους όταν εφαρμόζεται πίεση.Δεδομένου ότι η κρίσιμη πίεση εξαρτάται από το μήκος του μοχλού, το μήκος του μοχλού μπορεί να ρυθμιστεί για να επιτευχθεί ένα σχέδιο διαδοχικής έγχυσης όπως φαίνεται στο σχ.3a(iii).Ένας μακρύς μοχλός (με κρίσιμη πίεση Pc_long) συνδέθηκε στον θάλαμο Β και ένας κοντός μοχλός (με κρίσιμη πίεση Pc_short > Pc_long) συνδέθηκε στον θάλαμο Α. Καθώς εφαρμόστηκε πίεση P1 (Pc_long < P1 < Pc_short), μόνο το υγρό σε κόκκινο χρώμα μπορεί να ρέει στον θάλαμο Β και όταν η πίεση αυξήθηκε στο P2 (> Pc_short), το μπλε υγρό μπορεί να ρέει στον θάλαμο Α. Αυτός ο τρόπος διαδοχικής έγχυσης ισχύει για διαφορετικά υγρά που μεταφέρονται στους σχετικούς θαλάμους τους διαδοχικά, κάτι που είναι κρίσιμο για μια επιτυχημένη POCT συσκευή.Ένας μακρύς μοχλός (με κρίσιμη πίεση Pc_long) συνδέθηκε στον θάλαμο Β και ένας κοντός μοχλός (με κρίσιμη πίεση Pc_short > Pc_long) συνδέθηκε στον θάλαμο Α. Καθώς εφαρμόστηκε πίεση P1 (Pc_long < P1 < Pc_short), μόνο το υγρό σε κόκκινο χρώμα μπορεί να ρέει στον θάλαμο Β και όταν η πίεση αυξήθηκε στο P2 (> Pc_short), το μπλε υγρό μπορεί να ρέει στον θάλαμο Α. Αυτός ο τρόπος διαδοχικής έγχυσης ισχύει για διαφορετικά υγρά που μεταφέρονται στους σχετικούς θαλάμους τους διαδοχικά, κάτι που είναι κρίσιμο για μια επιτυχημένη POCT συσκευή.Длинный рычаг (с критическим давлением Pc_long) был соединен со камерой B, а короткий рычаг (с критическим давлением Pc_short > Pc_long) был соединен со камерой A. Приложении Pc_long (Pc_long) сть, выделенная красным может течь в камеру B, и когда давление было увеличено до P2 (> Pc_short), синяя жидкость може да течь в камеру A то имеет решающее значение для успешной POCT.Ένας μακρύς μοχλός (με κρίσιμη πίεση Pc_long) συνδέθηκε στον θάλαμο Β και ένας μικρός μοχλός (με κρίσιμη πίεση Pc_short > Pc_long) συνδέθηκε στον θάλαμο Α. Όταν εφαρμόζεται πίεση P1 (Pc_long < P1 < Pc_short), επισημαίνεται μόνο το υγρό με κόκκινο χρώμα μπορεί να ρέει στον θάλαμο Β και όταν η πίεση έχει αυξηθεί στο P2 (> Pc_short), το μπλε υγρό μπορεί να ρέει στον θάλαμο Α. Αυτός ο τρόπος διαδοχικής έγχυσης εφαρμόζεται σε διαφορετικά υγρά που μεταφέρονται διαδοχικά στους αντίστοιχους θαλάμους, κάτι που είναι κρίσιμο για επιτυχημένο POCT.συσκευή. Dlinnый рычаг (критическое давление Pc_long) μεμονέν με κάμερα B, а короткий рычаг (критическое давление Pc_short > Pc_long) με καμερό A.Ο μακρύς βραχίονας (κρίσιμη πίεση Pc_long) συνδέεται στον θάλαμο Β και ο βραχίονας (κρίσιμη πίεση Pc_short > Pc_long) συνδέεται στον θάλαμο Α.Приложении давления P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) στο κάμερο B μπορεί να καταστείλει только красная жидкость, а при увеличении давления до P2 (> Pc_short) στην κάμερα A μπορεί να καταστείλει την οθόνη.Όταν εφαρμόζεται πίεση P1 (Pc_long < P1 < Pc_short), μόνο κόκκινο υγρό μπορεί να εισέλθει στον θάλαμο Β και όταν η πίεση αυξάνεται στο P2 (> Pc_short), το μπλε υγρό μπορεί να εισέλθει στον θάλαμο Α. Αυτή η λειτουργία διαδοχικής έγχυσης είναι κατάλληλη για διαδοχική μεταφορά διάφορα υγρά στους αντίστοιχους θαλάμους, κάτι που είναι κρίσιμο για την επιτυχή λειτουργία της συσκευής POCT.Το σχήμα 3a(iv) δείχνει τον τρόπο επιλεκτικής έγχυσης, όπου ο κύριος θάλαμος είχε έναν βραχύ (με κρίσιμη πίεση Pc_short) και έναν μακρύ μοχλό (με κρίσιμη πίεση Pc_long < Pc_short) που συνδέονταν επιπλέον με τον θάλαμο Α και τον θάλαμο Β, αντίστοιχα. σε άλλο κανάλι αέρα συνδεδεμένο στον θάλαμο Β. Για να μεταφερθεί πρώτα το υγρό στον θάλαμο Α, εφαρμόστηκαν ταυτόχρονα στη συσκευή πίεση P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) και P2 (P2 > P1) με P1 + P2 > Pc_short.Το σχήμα 3a(iv) δείχνει τον τρόπο επιλεκτικής έγχυσης, όπου ο κύριος θάλαμος είχε έναν βραχύ (με κρίσιμη πίεση Pc_short) και έναν μακρύ μοχλό (με κρίσιμη πίεση Pc_long < Pc_short) που συνδέονταν επιπλέον με τον θάλαμο Α και τον θάλαμο Β, αντίστοιχα. σε άλλο κανάλι αέρα συνδεδεμένο στον θάλαμο Β. Για να μεταφερθεί πρώτα το υγρό στον θάλαμο Α, εφαρμόστηκαν ταυτόχρονα στη συσκευή πίεση P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) και P2 (P2 > P1) με P1 + P2 > Pc_short.Στο σχ.3а(iv) показан режим селективного впрыска, при котором основная камера имела короткий (с критическим давлением Pc_short) και длинный рычаг (с критическим давлением Pc_long < Pc_short), που μοιάζουν με το καθένα.Το 3a(iv) δείχνει τον τρόπο επιλεκτικής έγχυσης, στον οποίο ο κύριος θάλαμος είχε έναν βραχύ (με κρίσιμη πίεση Pc_short) και έναν μακρύ μοχλό (με κρίσιμη πίεση Pc_long < Pc_short), οι οποίοι συνδέονταν επιπλέον με τον θάλαμο Α και τον θάλαμο Β, αντίστοιχα.к друго воздушному каналу, соединенному со камерой B. Чтобы сначала передать жидкость во κάμερα A, к устройству одновременно прикладывали давление P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) και P2 (P2 > P._short)σε άλλο κανάλι αέρα συνδεδεμένο στον θάλαμο Β. Για να μεταφερθεί πρώτα το υγρό στον θάλαμο Α, εφαρμόστηκαν ταυτόχρονα στη συσκευή πιέσεις P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) και P2 (P2 > P1), όπου P1 + P2 > Pc_short. 3а(iv) показан режим селективного впрыска, когда основная камера друго имет короткий стержень (с критическим давлением Pc_short) и длинный стержень (с критическим давлением Pc_long < Pc_short), внимателен соединенные со камено му каналу, подключенному к комнате Β.Το 3a(iv) δείχνει τον τρόπο επιλεκτικής έγχυσης όταν ο κύριος θάλαμος έχει ένα κοντό στέλεχος (κρίσιμη πίεση Pc_short) και ένα μακρύ στέλεχος (κρίσιμη πίεση Pc_long < Pc_short) συνδεδεμένα με τον θάλαμο Α και τον θάλαμο Β αντίστοιχα, και επιπλέον σε άλλη δίοδο αέρα, συνδέεται με το δωμάτιο Β.Έτσι, το P2 εμποδίζει την είσοδο υγρού στον θάλαμο Β.εν τω μεταξύ, η συνολική πίεση P1 + P2 υπερέβη την κρίσιμη πίεση για να ενεργοποιήσει τον βραχύτερο μοχλό που είναι συνδεδεμένος με τον θάλαμο Α για να επιτρέψει τη ροή του υγρού στον θάλαμο Α. Στη συνέχεια, όταν ο θάλαμος Β χρειάστηκε να γεμίσει, χρειάζεται μόνο να εφαρμόσουμε P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) στον κύριο θάλαμο για να ενεργοποιηθεί ο μακρύς μοχλός και να επιτραπεί στο υγρό να ρέει στον θάλαμο Β. Μπορεί να παρατηρηθεί ξεκάθαρα από το χρόνο t = 3 s έως 9 s ότι το υγρό στον θάλαμο A παρέμεινε σταθερό ενώ αυξήθηκε στο θάλαμο Β όταν εφαρμόστηκε πίεση Ρ1.εν τω μεταξύ, η συνολική πίεση P1 + P2 υπερέβη την κρίσιμη πίεση για να ενεργοποιήσει τον βραχύτερο μοχλό που είναι συνδεδεμένος με τον θάλαμο Α για να επιτρέψει τη ροή του υγρού στον θάλαμο Α. Στη συνέχεια, όταν ο θάλαμος Β χρειάστηκε να γεμίσει, χρειάζεται μόνο να εφαρμόσουμε P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) στον κύριο θάλαμο για να ενεργοποιηθεί ο μακρύς μοχλός και να επιτραπεί στο υγρό να ρέει στον θάλαμο Β. Μπορεί να παρατηρηθεί ξεκάθαρα από το χρόνο t = 3 s έως 9 s ότι το υγρό στον θάλαμο A παρέμεινε σταθερό ενώ αυξήθηκε στο θάλαμο Β όταν εφαρμόστηκε πίεση Ρ1.Между тем, общее давление P1 + P2 превысило критическое давление, чтобы activirovatь более короткий рычаг, соединенный со καмерой A, чтобы позволить жидкости течь в камеру можно только применить P1 (Pc_long < P1 < Pc_short ) στην αρχική εικόνα, chtobы activirovatь длинный рычаг и дать жидкости течь во κάμερα B. Можно е να γράφω, από την περίοδο με t = 3 έως 9 με жидкость во κάμεραΕν τω μεταξύ, η συνολική πίεση P1 + P2 έχει υπερβεί την κρίσιμη πίεση για να ενεργοποιήσει έναν μικρότερο μοχλό συνδεδεμένο με το θάλαμο Α για να επιτρέψει στο υγρό να ρέει στον θάλαμο Α. Στη συνέχεια, όταν ο θάλαμος Β πρέπει να γεμίσει, χρειάζεται μόνο να εφαρμόσουμε P1 (Pc_long < P1 < Pc_short ) στον κύριο θάλαμο για να ενεργοποιήσετε τον μακρύ μοχλό και να αφήσετε το υγρό να ρέει στον θάλαμο Β. Μπορεί να παρατηρηθεί ξεκάθαρα ότι μεταξύ t = 3 s και 9 s το υγρό στον θάλαμο Α παρέμεινε σταθερό, ενώ στο θάλαμο αυξήθηκε.B όταν εφαρμόζεται πίεση P1.Ταυτόχρονα, η συνολική πίεση P1 + P2 υπερβαίνει την κρίσιμη πίεση, ενεργοποιώντας τον μικρότερο μοχλό σύνδεσης θάλαμο Α, επιτρέποντας τη ροή του υγρού στον θάλαμο Α.Όταν έρθει η ώρα να γεμίσουμε το θάλαμο Α, απλώς εφαρμόζουμε το P1 στον κύριο θάλαμο και το P2 στον δευτερεύοντα θάλαμο.Με αυτόν τον τρόπο, η συμπεριφορά ροής μπορεί να εναλλάσσεται επιλεκτικά μεταξύ των καμερών Α και Β. Η συμπεριφορά ροής των τεσσάρων τρόπων διανομής πολλαπλών λειτουργιών μπορεί να βρεθεί στη συμπληρωματική ταινία S2.
Απεικόνιση πολυλειτουργικής ανάθεσης, π.χ. (i) κλιμακωτή, (ii) ταυτόχρονη, (iii) διαδοχική και (iv) επιλεκτική ανάθεση.Οι καμπύλες αντιπροσωπεύουν τη ροή εργασίας και τις παραμέτρους αυτών των τεσσάρων τρόπων διανομής.β Αποτελέσματα δοκιμών μακροχρόνιας αποθήκευσης σε απιονισμένο νερό και αιθανόλη.Πραγματοποιήθηκαν n = 5 ανεξάρτητα πειράματα και τα δεδομένα παρουσιάζονται ως ± sd c.Επιδείξεις δοκιμής σταθερότητας όταν η συσκευή FAST και η συσκευή τριχοειδούς βαλβίδας (CV) ήταν σε (i) στατική και (ii) κατάσταση δόνησης.(iii) Όγκος έναντι χρόνου για συσκευές FAST και CV σε διάφορες γωνιακές συχνότητες.δ Δημοσίευση των αποτελεσμάτων δοκιμών κατόπιν ζήτησης για (i) συσκευή FAST και (ii) συσκευή CV.(iii) Σχέση μεταξύ όγκου και χρόνου για συσκευές FAST και CV που χρησιμοποιούν λειτουργία διαλείπουσας πίεσης.Όλες οι ράβδοι κλίμακας, 1 cm.Τα ανεπεξέργαστα δεδομένα παρέχονται ως αρχεία πρωτογενών δεδομένων.
Η μακροχρόνια αποθήκευση αντιδραστηρίων είναι ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό μιας επιτυχημένης συσκευής POCT που θα επιτρέψει σε μη εκπαιδευμένο προσωπικό να χειρίζεται πολλαπλά αντιδραστήρια.Ενώ πολλές τεχνολογίες έχουν δείξει τις δυνατότητές τους για μακροπρόθεσμη αποθήκευση (π.χ. 35 μικροδιανεμητές, 48 συσκευασίες κυψέλης και 49 πακέτα ραβδιών), απαιτείται ειδική θήκη υποδοχής για την υποδοχή της συσκευασίας, γεγονός που αυξάνει το κόστος και την πολυπλοκότητα.Επιπλέον, αυτοί οι μηχανισμοί αποθήκευσης δεν επιτρέπουν τη διανομή κατ' απαίτηση και οδηγούν σε σπατάλη αντιδραστηρίων λόγω υπολειμμάτων στη συσκευασία.Η ικανότητα μακροπρόθεσμης αποθήκευσης επαληθεύτηκε με τη διεξαγωγή μιας δοκιμής επιταχυνόμενης ζωής χρησιμοποιώντας υλικό PMMA κατεργασμένο με CNC λόγω της ελαφράς τραχύτητας και της αντοχής του στη διείσδυση αερίου (Συμπληρωματικό Σχήμα S5).Η συσκευή δοκιμής γεμίστηκε με απιονισμένο νερό (απιονισμένο νερό) και 70% αιθανόλη (προσομοίωση πτητικών αντιδραστηρίων) στους 65°C για 9 ημέρες.Τόσο το απιονισμένο νερό όσο και η αιθανόλη αποθηκεύτηκαν χρησιμοποιώντας φύλλο αλουμινίου για να εμποδίσουν την πρόσβαση από πάνω.Η εξίσωση Arrhenius και η ενέργεια ενεργοποίησης διείσδυσης που αναφέρονται στη βιβλιογραφία50,51 χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό του ισοδύναμου σε πραγματικό χρόνο.Στο σχ.Το 3b δείχνει τα μέσα αποτελέσματα απώλειας βάρους για 5 δείγματα που αποθηκεύτηκαν στους 65°C για 9 ημέρες, που ισοδυναμεί με 0,30% για απιονισμένο νερό και 0,72% για 70% αιθανόλη για 2 χρόνια στους 23°C.
Στο σχ.Το 3c δείχνει τη δοκιμή δόνησης.Δεδομένου ότι η τριχοειδής βαλβίδα (CV) είναι η πιο δημοφιλής μέθοδος χειρισμού υγρών μεταξύ των υπαρχουσών συσκευών POCT28,29, χρησιμοποιήθηκε μια συσκευή CV πλάτους 300 μm και βάθους 200 μm για σύγκριση.Μπορεί να φανεί ότι όταν και οι δύο συσκευές παραμένουν ακίνητες, το υγρό στην πλατφόρμα FAST-POCT σφραγίζεται και το υγρό στη συσκευή CV κλειδώνει λόγω της ξαφνικής διαστολής του καναλιού, η οποία μειώνει τις τριχοειδείς δυνάμεις.Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η γωνιακή συχνότητα του τροχιακού δονητή, το υγρό στην πλατφόρμα FAST-POCT παραμένει σφραγισμένο, αλλά το υγρό στη συσκευή CV ρέει στον κάτω θάλαμο (βλ. επίσης Συμπληρωματική ταινία S3).Αυτό υποδηλώνει ότι οι παραμορφώσιμοι μεντεσέδες της πλατφόρμας FAST-POCT μπορούν να ασκήσουν ισχυρή μηχανική δύναμη στη μονάδα για να κλείσει καλά το υγρό στο θάλαμο.Ωστόσο, στις συσκευές CV, το υγρό διατηρείται λόγω της ισορροπίας μεταξύ της στερεάς, του αέρα και της υγρής φάσης, δημιουργώντας αστάθεια και οι δονήσεις μπορεί να διαταράξουν την ισορροπία και να προκαλέσουν απροσδόκητη συμπεριφορά ροής.Το πλεονέκτημα της πλατφόρμας FAST-POCT είναι ότι παρέχει αξιόπιστη λειτουργικότητα και αποφεύγει βλάβες παρουσία κραδασμών που συνήθως συμβαίνουν κατά την παράδοση και τη λειτουργία.
Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό της πλατφόρμας FAST-POCT είναι η κατ' απαίτηση κυκλοφορία της, η οποία αποτελεί βασική απαίτηση για ποσοτική ανάλυση.Στο σχ.Το 3d συγκρίνει την έκδοση κατ' απαίτηση της πλατφόρμας FAST-POCT και της συσκευής CV.Από το σχ.3d(iii) βλέπουμε ότι η συσκευή FAST ανταποκρίνεται γρήγορα στο σήμα πίεσης.Όταν ασκήθηκε πίεση στην πλατφόρμα FAST-POCT, το ρευστό έρεε, όταν απελευθερώθηκε η πίεση, η ροή σταμάτησε αμέσως (Εικ. 3d(i)).Αυτή η ενέργεια μπορεί να εξηγηθεί από τη γρήγορη ελαστική επιστροφή του μεντεσέ, η οποία πιέζει το μοχλό πίσω στο μπλοκ, κλείνοντας τον θάλαμο.Ωστόσο, το υγρό συνέχισε να ρέει στη συσκευή CV, καταλήγοντας τελικά σε έναν απροσδόκητο όγκο υγρού περίπου 100 µl μετά την απελευθέρωση της πίεσης (Εικόνα 3d(ii) και Συμπληρωματική ταινία S4).Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από την εξαφάνιση του φαινομένου του τριχοειδούς καρφίτσωσης κατά την πλήρη διαβροχή του CV μετά την πρώτη ένεση.
Η ικανότητα χειρισμού υγρών διαφορετικής διαβρεξιμότητας και ιξώδους στην ίδια συσκευή παραμένει πρόκληση για τις εφαρμογές POCT.Η κακή διαβρεξιμότητα μπορεί να οδηγήσει σε διαρροές ή άλλη απροσδόκητη συμπεριφορά ροής στα κανάλια και συχνά απαιτείται βοηθητικός εξοπλισμός, όπως αναμικτήρες στροβιλισμού, φυγόκεντροι και φίλτρα για την παρασκευή υγρών με υψηλό ιξώδες 52 .Δοκιμάσαμε τη σχέση μεταξύ της κρίσιμης πίεσης και των ιδιοτήτων του υγρού (με ένα ευρύ φάσμα διαβρεξιμότητας και ιξώδους).Τα αποτελέσματα φαίνονται στον Πίνακα 1 και στο Βίντεο S5.Μπορεί να φανεί ότι υγρά διαφορετικής διαβρεξιμότητας και ιξώδους μπορούν να σφραγιστούν στον θάλαμο και όταν εφαρμόζεται πίεση, ακόμη και υγρά με ιξώδες έως 5500 cP μπορούν να μεταφερθούν στον παρακείμενο θάλαμο, καθιστώντας δυνατή την ανίχνευση δειγμάτων με υψηλή ιξώδες (δηλ. πτύελα, ένα πολύ παχύρρευστο δείγμα που χρησιμοποιείται για τη διάγνωση αναπνευστικών παθήσεων).
Συνδυάζοντας τις παραπάνω πολυλειτουργικές συσκευές διανομής, μπορεί να αναπτυχθεί ένα ευρύ φάσμα συσκευών POCT που βασίζονται σε FAST.Ένα παράδειγμα φαίνεται στο Σχήμα 1. Η εγκατάσταση περιέχει έναν θάλαμο προ-αποθήκευσης, έναν θάλαμο ανάμειξης, έναν θάλαμο αντίδρασης και έναν θάλαμο απορριμμάτων.Τα αντιδραστήρια μπορούν να αποθηκευτούν στο θάλαμο προ-αποθήκευσης για παρατεταμένες χρονικές περιόδους και στη συνέχεια να εκκενωθούν στο θάλαμο ανάμειξης.Με τη σωστή πίεση, τα μικτά αντιδρώντα μπορούν επιλεκτικά να μεταφερθούν σε θάλαμο αποβλήτων ή σε θάλαμο αντίδρασης.
Επειδή η ανίχνευση PCR είναι το χρυσό πρότυπο για την ανίχνευση παθογόνων όπως ο H1N1 και ο COVID-19 και περιλαμβάνει πολλαπλά στάδια αντίδρασης, χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα FAST-POCT για ανίχνευση PCR ως εφαρμογή.Στο σχ.Το 4 δείχνει τη διαδικασία δοκιμής PCR χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα FAST-POCT.Πρώτον, το αντιδραστήριο έκλουσης, το αντιδραστήριο μαγνητικού μικροσφαιριδίου, το διάλυμα πλύσης Α και το διάλυμα πλύσης W μεταφέρθηκαν με πιπέτα στους θαλάμους προ-αποθήκευσης Ε, Μ, W1 και W2, αντίστοιχα.Τα στάδια της προσρόφησης RNA φαίνονται στο Σχ.4α και έχουν ως εξής: (1) όταν εφαρμόζεται πίεση P1 (=0,26 bar), το δείγμα μετακινείται στον θάλαμο Μ και εκκενώνεται στο θάλαμο ανάμειξης.(2) Η πίεση αέρα P2 (= 0,12 bar) τροφοδοτείται μέσω της θύρας Α που είναι συνδεδεμένη στο κάτω μέρος του θαλάμου ανάμιξης.Αν και ένας αριθμός μεθόδων ανάμειξης έχουν δείξει τις δυνατότητές τους στην ανάμιξη υγρών σε πλατφόρμες POCT (π.χ. ανάμιξη σερπεντίνης 53, τυχαία ανάμειξη 54 και ανάμειξη κατά παρτίδες 55), η απόδοση και η αποτελεσματικότητά τους ανάμιξης δεν είναι ακόμα ικανοποιητικές.Υιοθετεί τη μέθοδο ανάμειξης φυσαλίδων, κατά την οποία ο αέρας εισάγεται στον πυθμένα του θαλάμου ανάμειξης για να δημιουργήσει φυσαλίδες στο υγρό, μετά από τις οποίες η ισχυρή δίνη μπορεί να επιτύχει πλήρη ανάμιξη μέσα σε δευτερόλεπτα.Πραγματοποιήθηκαν πειράματα ανάμειξης φυσαλίδων και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στο Συμπληρωματικό Σχήμα S6.Μπορεί να φανεί ότι όταν εφαρμόζεται πίεση 0,10 bar, η πλήρης ανάμιξη διαρκεί περίπου 8 δευτερόλεπτα.Αυξάνοντας την πίεση στα 0,20 bar, η πλήρης ανάμιξη επιτυγχάνεται σε περίπου 2 δευτερόλεπτα.Οι μέθοδοι για τον υπολογισμό της απόδοσης ανάμιξης παρουσιάζονται στην ενότητα Μέθοδοι.(3) Χρησιμοποιήστε έναν μαγνήτη ρουβιδίου για να εξαγάγετε τα σφαιρίδια και, στη συνέχεια, πιέστε το P3 (= 0,17 bar) μέσω της θύρας P για να μετακινήσετε τα αντιδραστήρια στον θάλαμο αποβλήτων.Στο σχ.Το 4b,c δείχνει τα βήματα πλύσης για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών από το δείγμα ως εξής: (1) Το διάλυμα πλύσης Α από το θάλαμο W1 εκκενώνεται στον θάλαμο ανάμειξης υπό πίεση P1.(2) Στη συνέχεια, κάντε τη διαδικασία ανάμειξης με φυσαλίδες.(3) Το διάλυμα πλύσης Α μεταφέρεται στον θάλαμο αποβλήτων υγρών και τα μικροσφαιρίδια στον θάλαμο ανάμειξης τραβιούνται προς τα έξω από τον μαγνήτη.Το πλύσιμο W (Εικ. 4γ) ήταν παρόμοιο με το πλύσιμο Α (Εικ. 4β).Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κάθε στάδιο πλύσης Α και W πραγματοποιήθηκε δύο φορές.Το Σχήμα 4δ δείχνει τα στάδια έκλουσης για την έκλουση του RNA από τα σφαιρίδια.τα στάδια εισαγωγής έκλουσης και ανάμιξης είναι τα ίδια με τα στάδια προσρόφησης RNA και πλύσης που περιγράφονται παραπάνω.Καθώς τα αντιδραστήρια έκλουσης μεταφέρονται στον θάλαμο αντίδρασης PCR υπό πιέσεις Ρ3 και Ρ4 (=0,23 bar), επιτυγχάνεται η κρίσιμη πίεση για να σφραγιστεί ο βραχίονας του θαλάμου αντίδρασης PCR.Ομοίως, η πίεση P4 βοηθά επίσης στη στεγανοποίηση της διόδου προς τον θάλαμο απορριμμάτων.Έτσι, όλα τα αντιδραστήρια έκλουσης κατανεμήθηκαν ομοιόμορφα μεταξύ των τεσσάρων θαλάμων αντίδρασης PCR για να ξεκινήσουν οι αντιδράσεις multiplex PCR.Η παραπάνω διαδικασία παρουσιάζεται στη Συμπληρωματική ταινία S6.
Στο στάδιο προσρόφησης RNA, το δείγμα εισάγεται στην είσοδο Μ και εγχέεται στον θάλαμο ανάμειξης μαζί με το προηγουμένως αποθηκευμένο διάλυμα σφαιριδίων.Μετά την ανάμειξη και την αφαίρεση των κόκκων, τα αντιδραστήρια διανέμονται στον θάλαμο αποβλήτων.β και γ στάδια πλύσης, εισάγετε διάφορα προ-αποθηκευμένα αντιδραστήρια πλύσης στον θάλαμο ανάμειξης και μετά την ανάμειξη και την αφαίρεση των σφαιριδίων, μεταφέρετε τα αντιδραστήρια στον θάλαμο υγρών αποβλήτων.δ Βήμα έκλουσης: Μετά την εισαγωγή των αντιδραστηρίων έκλουσης, την ανάμιξη και την εκχύλιση σφαιριδίων, τα αντιδραστήρια μεταφέρονται στον θάλαμο αντίδρασης PCR.Οι καμπύλες δείχνουν τη ροή εργασίας και τις σχετικές παραμέτρους των διαφόρων σταδίων.Πίεση είναι η πίεση που ασκείται μέσω των επιμέρους θαλάμων.Ο όγκος είναι ο όγκος του υγρού στο θάλαμο ανάμιξης.Όλες οι ράβδοι κλίμακας είναι 1 cm.Τα πρωτογενή δεδομένα παρέχονται ως αρχεία πρωτογενών δεδομένων.
Πραγματοποιήθηκε μια διαδικασία δοκιμής PCR και το Συμπληρωματικό Σχήμα S7 παρουσιάζει θερμικά προφίλ που περιλαμβάνουν 20 λεπτά χρόνου αντίστροφης μεταγραφής και 60 λεπτά χρόνου θερμικού κύκλου (95 και 60 °C), με έναν θερμικό κύκλο να είναι 90 s (Συμπληρωματική ταινία S7)..Το FAST-POCT απαιτεί λιγότερο χρόνο για την ολοκλήρωση ενός θερμικού κύκλου (90 δευτερόλεπτα) από το συμβατικό RT-PCR (180 δευτερόλεπτα για έναν θερμικό κύκλο).Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από την υψηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο και τη χαμηλή θερμική αδράνεια του θαλάμου αντίδρασης micro-PCR.Η επιφάνεια του θαλάμου είναι 96,6 mm2 και ο όγκος του θαλάμου είναι 25 mm3, καθιστώντας την αναλογία επιφάνειας προς όγκο περίπου 3,86.Όπως φαίνεται στο Συμπληρωματικό Σχήμα S10, η περιοχή δοκιμής PCR της πλατφόρμας μας έχει μια αυλάκωση στο πίσω μέρος, κάνοντας το κάτω μέρος του θαλάμου PCR πάχους 200 μm.Ένα θερμικά αγώγιμο ελαστικό επίθεμα είναι προσαρτημένο στην επιφάνεια θέρμανσης του ελεγκτή θερμοκρασίας, εξασφαλίζοντας στενή επαφή με το πίσω μέρος του κουτιού δοκιμής.Αυτό μειώνει τη θερμική αδράνεια της πλατφόρμας και βελτιώνει την απόδοση θέρμανσης/ψύξης.Κατά τη διάρκεια του θερμικού κύκλου, η παραφίνη που είναι ενσωματωμένη στην πλατφόρμα λιώνει και ρέει στον θάλαμο αντίδρασης PCR, ενεργώντας ως στεγανοποιητικό για να αποτρέψει την εξάτμιση του αντιδραστηρίου και τη μόλυνση του περιβάλλοντος (βλ. Συμπληρωματική ταινία S8).
Όλες οι διαδικασίες ανίχνευσης PCR που περιγράφονται παραπάνω ήταν πλήρως αυτοματοποιημένες χρησιμοποιώντας ένα προσαρμοσμένο όργανο FAST-POCT, που αποτελείται από μια προγραμματισμένη μονάδα ελέγχου πίεσης, μια μονάδα μαγνητικής εξαγωγής, μια μονάδα ελέγχου θερμοκρασίας και μια μονάδα λήψης και επεξεργασίας σήματος φθορισμού.Αξίζει να σημειωθεί ότι χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα FAST-POCT για απομόνωση RNA και στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε τα δείγματα RNA που εξήχθησαν για αντιδράσεις PCR χρησιμοποιώντας το σύστημα FAST-POCT και το σύστημα επιτραπέζιου PCR για σύγκριση.Τα αποτελέσματα ήταν σχεδόν τα ίδια με αυτά που φαίνονται στο Συμπληρωματικό Σχήμα S8.Ο χειριστής εκτελεί μια απλή εργασία: εισάγει το δείγμα στον θάλαμο M και εισάγει την πλατφόρμα στο όργανο.Τα ποσοτικά αποτελέσματα των δοκιμών είναι διαθέσιμα σε περίπου 82 λεπτά.Λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τα εργαλεία FAST-POCT μπορείτε να βρείτε στο συμπληρωματικό σχήμα.C9, C10 και C11.
Η γρίπη που προκαλείται από τους ιούς της γρίπης A (IAV), B (IBV), C (ICV) και D (IDV) είναι ένα κοινό παγκόσμιο φαινόμενο.Από αυτά, το IAV και το IBV ευθύνονται για τις πιο σοβαρές περιπτώσεις και εποχιακές επιδημίες, μολύνοντας το 5-15% του παγκόσμιου πληθυσμού, προκαλώντας 3-5 εκατομμύρια σοβαρά κρούσματα και προκαλώντας 290.000-650.000 θανάτους ετησίως.Παθήσεις του αναπνευστικού56,57.Η έγκαιρη διάγνωση του IAV και του IB είναι απαραίτητη για τη μείωση της νοσηρότητας και της σχετικής οικονομικής επιβάρυνσης.Μεταξύ των διαθέσιμων διαγνωστικών τεχνικών, η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης της αντίστροφης μεταγραφάσης (RT-PCR) θεωρείται η πιο ευαίσθητη, ειδική και ακριβής (>99%)58,59.Μεταξύ των διαθέσιμων διαγνωστικών τεχνικών, η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης της αντίστροφης μεταγραφάσης (RT-PCR) θεωρείται η πιο ευαίσθητη, ειδική και ακριβής (>99%)58,59.Среди доступных диагностических методов полимеразная цепная реакция со обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) считается наиболее чувствительной, specifically και ακριβής (> 99%)58,59.Μεταξύ των διαθέσιμων διαγνωστικών μεθόδων, η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης της αντίστροφης μεταγραφάσης (RT-PCR) θεωρείται η πιο ευαίσθητη, ειδική και ακριβής (> 99%)58,59. Από доступных диагностических методов полимеразная цепная реакция со обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) считается наиболее чувствительной, specifically και ακριβές (>99%)58,59.Από τις διαθέσιμες διαγνωστικές μεθόδους, η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης της αντίστροφης μεταγραφάσης (RT-PCR) θεωρείται η πιο ευαίσθητη, ειδική και ακριβής (>99%)58,59.Ωστόσο, οι παραδοσιακές μέθοδοι RT-PCR απαιτούν επαναλαμβανόμενη εισαγωγή με πιπέτα, ανάμιξη, διανομή και μεταφορά υγρού, περιορίζοντας τη χρήση τους από επαγγελματίες σε ρυθμίσεις περιορισμένων πόρων.Εδώ, η πλατφόρμα FAST-POCT χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση PCR των IAV και IBV, αντίστοιχα, για να ληφθεί το κατώτερο όριο ανίχνευσης (LOD).Επιπλέον, το IAV και το IBV έχουν πολυπλεγεί για τη διάκριση μεταξύ διαφορετικών παθοτύπων μεταξύ των ειδών, παρέχοντας μια πολλά υποσχόμενη πλατφόρμα για γενετική ανάλυση και την ικανότητα ακριβούς θεραπείας της νόσου.
Στο σχ.Το 5α δείχνει τα αποτελέσματα της δοκιμής HAV PCR χρησιμοποιώντας 150 μl καθαρισμένου ιικού RNA ως δείγμα.Στο σχ.Το 5a(i) δείχνει ότι σε συγκέντρωση HAV 106 αντιγράφων/ml, η ένταση φθορισμού (ΔRn) μπορεί να φτάσει το 0,830 και όταν η συγκέντρωση μειωθεί στα 102 αντίγραφα/ml, το ΔRn μπορεί να φτάσει ακόμα το 0,365, που αντιστοιχεί σε υψηλότερο από αυτό της ομάδας κενού αρνητικού ελέγχου (0,002), περίπου 100 φορές υψηλότερο.Για ποσοτικοποίηση βασισμένη σε έξι ανεξάρτητα πειράματα, δημιουργήθηκε μια γραμμική καμπύλη βαθμονόμησης μεταξύ της συγκέντρωσης λογαριθμικού ορίου και του ορίου κύκλου (Ct) του IAV (Εικ. 5a(ii)), R2 = 0,993, που κυμαίνεται από 102-106 αντίγραφα/mL.τα αποτελέσματα είναι σε καλή συμφωνία με τις συμβατικές μεθόδους RT-PCR.Στο σχ.Το 5a(iii) δείχνει φθορίζουσες εικόνες των αποτελεσμάτων των δοκιμών μετά από 40 κύκλους της πλατφόρμας FAST-POCT.Διαπιστώσαμε ότι η πλατφόρμα FAST-POCT μπορεί να ανιχνεύσει HAV έως και 102 αντίγραφα/mL.Ωστόσο, η παραδοσιακή μέθοδος δεν έχει τιμή Ct στα 102 αντίγραφα/mL, καθιστώντας την LOD περίπου 103 αντίγραφα/mL.Υποθέσαμε ότι αυτό μπορεί να οφείλεται στην υψηλή απόδοση της ανάμειξης φυσαλίδων.Πειράματα δοκιμής PCR πραγματοποιήθηκαν σε καθαρισμένο IAV RNA για να αξιολογηθούν διάφορες μέθοδοι ανάμειξης, συμπεριλαμβανομένης της ανάμειξης με ανακίνηση (ίδια μέθοδος ανάμειξης με τη συμβατική λειτουργία RT-PCR), ανάμιξη φιαλιδίου (αυτή η μέθοδος, 3 δευτερόλεπτα στα 0,12 bar) και χωρίς ανάμειξη ως ομάδα ελέγχου ..Τα αποτελέσματα βρίσκονται στο Συμπληρωματικό Σχήμα S12.Μπορεί να φανεί ότι σε υψηλότερη συγκέντρωση RNA (106 αντίγραφα/mL), οι τιμές Ct των διαφορετικών μεθόδων ανάμειξης είναι σχεδόν οι ίδιες με αυτές της ανάμειξης με φυσαλίδες.Όταν η συγκέντρωση RNA έπεσε στα 102 αντίγραφα/mL, το μίγμα ανακίνησης και οι έλεγχοι δεν είχαν τιμές Ct, ενώ η μέθοδος του μίγματος φυσαλίδων εξακολουθούσε να δίνει τιμή Ct 36,9, η οποία ήταν κάτω από το όριο Ct των 38. Τα αποτελέσματα δείχνουν ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό ανάμειξης κυστίδια, το οποίο έχει επίσης αποδειχθεί σε άλλη βιβλιογραφία, γεγονός που μπορεί επίσης να εξηγήσει γιατί η ευαισθησία της πλατφόρμας FAST-POCT είναι ελαφρώς υψηλότερη από τη συμβατική RT-PCR.Στο σχ.Το 5b δείχνει τα αποτελέσματα της ανάλυσης PCR καθαρισμένων δειγμάτων RNA IBV που κυμαίνονται από 101 έως 106 αντίγραφα/ml.Τα αποτελέσματα ήταν παρόμοια με τη δοκιμή IAV, επιτυγχάνοντας R2 = 0,994 και LOD 102 αντίγραφα/mL.
μια ανάλυση PCR του ιού της γρίπης Α (IAV) με συγκεντρώσεις IAV που κυμαίνονται από 106 έως 101 αντίγραφα/mL χρησιμοποιώντας ρυθμιστικό διάλυμα ΤΕ ως αρνητικό μάρτυρα (NC).(i) Καμπύλη φθορισμού πραγματικού χρόνου.(ii) Γραμμική καμπύλη βαθμονόμησης μεταξύ της λογαριθμικής συγκέντρωσης IAV RNA και του ορίου κύκλου (Ct) για FAST και συμβατικές μεθόδους δοκιμής.(iii) Φθορίζουσα εικόνα IAV FAST-POCT μετά από 40 κύκλους.β, ανίχνευση PCR του ιού της γρίπης Β (IBV) με (i) φάσμα φθορισμού σε πραγματικό χρόνο.(ii) Καμπύλη γραμμικής βαθμονόμησης και (iii) εικόνα φθορισμού FAST-POCT IBV μετά από 40 κύκλους.Το κατώτερο όριο ανίχνευσης (LOD) για IAV και IBV χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα FAST-POCT ήταν 102 αντίγραφα/mL, το οποίο είναι χαμηλότερο από τις συμβατικές μεθόδους (103 αντίγραφα/mL).c Αποτελέσματα πολλαπλών εξετάσεων για IAV και IBV.Το GAPDH χρησιμοποιήθηκε ως θετικός έλεγχος και το ρυθμιστικό διάλυμα ΤΕ χρησιμοποιήθηκε ως αρνητικός έλεγχος για την πρόληψη πιθανής μόλυνσης και ενίσχυσης υποβάθρου.Μπορούν να διακριθούν τέσσερις διαφορετικοί τύποι δειγμάτων: (1) Αρνητικά δείγματα μόνο για GAPDH (“IAV-/IBV-”).(2) Λοίμωξη από IAV ("IAV+/IBV-") με IAV και GAPDH.(3) Λοίμωξη από IBV ("IAV-/IBV+") με IBV και GAPDH.(4) Λοίμωξη από IAV/IBV (“IAV+/IBV+”) με IAV, IBV και GAPDH.Η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τη γραμμή κατωφλίου.Πραγματοποιήθηκαν n = 6 βιολογικά ανεξάρτητα πειράματα, τα δεδομένα παρουσιάζονται ως ± τυπική απόκλιση.Τα ανεπεξέργαστα δεδομένα παρουσιάζονται ως αρχεία πρωτογενών δεδομένων.
Στο σχ.Το 5γ δείχνει τα αποτελέσματα της δοκιμής πολυπλεξίας για IAV/IBV.Εδώ, το προϊόν λύσης ιού χρησιμοποιήθηκε ως διάλυμα δείγματος στη θέση του καθαρισμένου RNA και τέσσερις εκκινητές για IAV, IBV, GAPDH (θετικός έλεγχος) και ρυθμιστικό διάλυμα ΤΕ (αρνητικός έλεγχος) προστέθηκαν σε τέσσερις διαφορετικούς θαλάμους αντίδρασης της πλατφόρμας FAST-POCT.Εδώ χρησιμοποιούνται θετικοί και αρνητικοί έλεγχοι για την αποφυγή πιθανής μόλυνσης και βελτίωσης του φόντου.Οι δοκιμές χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες: (1) Δείγματα αρνητικών σε GAPDH ("IAV-/IBV-").(2) Μολυσμένα με IAV ("IAV+/IBV-") έναντι IAV και GAPDH.(3) IBV-.μολυσμένα (“IAV-”) -/IBV+”) IBV και GAPDH.(4) Λοίμωξη από IAV/IBV (“IAV+/IBV+”) με IAV, IBV και GAPDH.Στο σχ.Το 5c δείχνει ότι όταν εφαρμόστηκαν αρνητικά δείγματα, η ένταση φθορισμού ΔRn του θαλάμου θετικού ελέγχου ήταν 0,860 και το ΔRn του IAV και του IBV ήταν παρόμοιο με τον αρνητικό έλεγχο (0,002).Για τις ομάδες IAV+/IBV-, IAV-/IBV+ και IAV+/IBV+, οι κάμερες IAV/GAPDH, IBV/GAPDH και IAV/IBV/GAPDH έδειξαν σημαντική ένταση φθορισμού, αντίστοιχα, ενώ οι άλλες κάμερες έδειξαν ακόμη και ένταση φθορισμού σε φόντο επίπεδο 40 μετά τον θερμικό κύκλο.Από τις παραπάνω δοκιμές, η πλατφόρμα FAST-POCT έδειξε εξαιρετική ειδικότητα και μας επέτρεψε να προσδιορίσουμε ταυτόχρονα διαφορετικούς ιούς γρίπης.
Για να επικυρώσουμε την κλινική εφαρμογή του FAST-POCT, δοκιμάσαμε 36 κλινικά δείγματα (δείγματα ρινικού επιχρίσματος) από ασθενείς με IB (n=18) και ελέγχους μη-IB (n=18) (Εικόνα 6a).Οι πληροφορίες για τον ασθενή παρουσιάζονται στον Συμπληρωματικό Πίνακα 3. Η κατάσταση μόλυνσης από IB επιβεβαιώθηκε ανεξάρτητα και το πρωτόκολλο της μελέτης εγκρίθηκε από το Πανεπιστήμιο Zhejiang First Affiliated Hospital (Hangzhou, Zhejiang).Κάθε δείγμα ασθενών χωρίστηκε σε δύο κατηγορίες.Το ένα υποβλήθηκε σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας FAST-POCT και το άλλο υποβλήθηκε σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας ένα σύστημα PCR επιτραπέζιου υπολογιστή (SLAN-96P, Κίνα).Και οι δύο δοκιμασίες χρησιμοποιούν τα ίδια κιτ καθαρισμού και ανίχνευσης.Στο σχ.Το 6b δείχνει τα αποτελέσματα της FAST-POCT και της συμβατικής PCR αντίστροφης μεταγραφής (RT-PCR).Συγκρίναμε την ένταση φθορισμού (FAST-POCT) με -log2(Ct), όπου το Ct είναι το κατώφλι του κύκλου για τη συμβατική RT-PCR.Υπήρχε καλή συμφωνία μεταξύ των δύο μεθόδων.Το FAST-POCT και το RT-PCR έδειξαν ισχυρή θετική συσχέτιση με τιμή λόγου Pearson (r) 0,90 (Εικόνα 6β).Στη συνέχεια αξιολογήσαμε τη διαγνωστική ακρίβεια του FAST-POCT.Οι κατανομές έντασης φθορισμού (FL) για θετικά και αρνητικά δείγματα παρέχονται ως ανεξάρτητο αναλυτικό μέτρο (Εικ. 6γ).Οι τιμές FL ήταν σημαντικά υψηλότερες σε ασθενείς με IB από ό,τι στους ελέγχους (****P = 3,31 × 10-19, t-test δύο ουρών) (Εικ. 6d).Στη συνέχεια, σχεδιάστηκαν καμπύλες χαρακτηριστικών λειτουργίας δέκτη IBV (ROC).Βρήκαμε ότι η διαγνωστική ακρίβεια ήταν πολύ καλή, με εμβαδόν κάτω από την καμπύλη 1 (Εικ. 6ε).Λάβετε υπόψη ότι λόγω της υποχρεωτικής παραγγελίας μάσκας στην Κίνα λόγω του COVID-19 από το 2020, δεν έχουμε εντοπίσει ασθενείς με ΙΦΝΕ, επομένως όλα τα θετικά κλινικά δείγματα (δηλ. δείγματα ρινικού επιχρίσματος) ήταν μόνο για IBV.
Σχεδιασμός κλινικής μελέτης.Συνολικά 36 δείγματα, συμπεριλαμβανομένων 18 δειγμάτων ασθενών και 18 μαρτύρων χωρίς γρίπη, αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα FAST-POCT και συμβατική RT-PCR.β Αξιολογήστε την αναλυτική συνέπεια μεταξύ της FAST-POCT PCR και της συμβατικής RT-PCR.Τα αποτελέσματα συσχετίστηκαν θετικά (Pearson r = 0,90).c Επίπεδα έντασης φθορισμού σε 18 ασθενείς με ΙΒ και 18 μάρτυρες.d Σε ασθενείς με IB (+), οι τιμές FL ήταν σημαντικά υψηλότερες από ό,τι στην ομάδα ελέγχου (-) (****P = 3,31 × 10-19, t-test δύο ουρών, n = 36).Για κάθε τετράγωνο οικόπεδο, ο μαύρος δείκτης στο κέντρο αντιπροσωπεύει τη διάμεσο και οι κάτω και πάνω γραμμές του πλαισίου αντιπροσωπεύουν την 25η και την 75η εκατοστιαία θέση, αντίστοιχα.Τα μουστάκια εκτείνονται στα ελάχιστα και μέγιστα σημεία δεδομένων, τα οποία δεν θεωρούνται ακραία.e Καμπύλη ROC.Η διακεκομμένη γραμμή d αντιπροσωπεύει την τιμή κατωφλίου που εκτιμάται από την ανάλυση ROC.Η AUC για το IBV είναι 1. Τα ανεπεξέργαστα δεδομένα παρέχονται ως αρχεία πρωτογενών δεδομένων.
Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζουμε το FAST, το οποίο έχει τα χαρακτηριστικά που απαιτούνται για ένα ιδανικό POCT.Τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας μας περιλαμβάνουν: (1) Ευέλικτη δοσολογία (καταρράκτη, ταυτόχρονη, διαδοχική και επιλεκτική), απελευθέρωση κατά παραγγελία (ταχεία και αναλογική απελευθέρωση της εφαρμοζόμενης πίεσης) και αξιόπιστη λειτουργία (δόνηση στους 150 μοίρες) (2) μακροχρόνια αποθήκευση (2 χρόνια επιταχυνόμενων δοκιμών, απώλεια βάρους περίπου 0,3%).(3) η ικανότητα εργασίας με υγρά με μεγάλο εύρος διαβρεξιμότητας και ιξώδους (ιξώδες έως 5500 cP).(4) Οικονομικό (Το εκτιμώμενο κόστος υλικού της συσκευής FAST-POCT PCR είναι περίπου US$1).Συνδυάζοντας πολυλειτουργικούς διανομείς, επιδείχθηκε και εφαρμόστηκε μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα FAST-POCT για την ανίχνευση PCR των ιών της γρίπης Α και Β.Το FAST-POCT διαρκεί μόνο 82 λεπτά.Οι κλινικές δοκιμές με 36 δείγματα ρινικού επιχρίσματος έδειξαν καλή συμφωνία στην ένταση φθορισμού με την τυπική RT-PCR (συντελεστές Pearson > 0,9).Οι κλινικές δοκιμές με 36 δείγματα ρινικού επιχρίσματος έδειξαν καλή συμφωνία στην ένταση φθορισμού με την τυπική RT-PCR (συντελεστές Pearson > 0,9).Клинические тесты с 36 образцами мазков од носа показали хорошее соответствие интензивности флуоресценции стандардной ОТ-ПЦР (coefficientы Pirsona > 0,9).Κλινικές δοκιμές με 36 δείγματα ρινικών επιχρισμάτων έδειξαν καλή συμφωνία με την ένταση φθορισμού της τυπικής RT-PCR (συντελεστές Pearson > 0,9).RT-PCR Клинические испытания 36 образцов мазков од носа показали хорошее совпадение интензивности флуоресценции со стандардно ОТ-ПЦР (коэффициент Пирсона > 0,9).Ο κλινικός έλεγχος 36 δειγμάτων ρινικού επιχρίσματος έδειξε καλή συμφωνία της έντασης φθορισμού με την τυπική RT-PCR (συντελεστής Pearson > 0,9).Παράλληλα με αυτήν την εργασία, διάφορες αναδυόμενες βιοχημικές μέθοδοι (π.χ. θερμικός κύκλος πλάσματος, ανοσοδοκιμασίες χωρίς ενίσχυση και δοκιμασίες λειτουργικότητας νανοσωμάτων) έχουν δείξει τις δυνατότητές τους στο POCT.Ωστόσο, λόγω της έλλειψης μιας πλήρως ενσωματωμένης και ισχυρής πλατφόρμας POCT, αυτές οι μέθοδοι απαιτούν αναπόφευκτα ξεχωριστές διαδικασίες προεπεξεργασίας (π.χ. απομόνωση RNA44, επώαση45 και πλύση46), η οποία συμπληρώνει περαιτέρω την τρέχουσα εργασία με αυτές τις μεθόδους για την υλοποίηση προηγμένων λειτουργιών POCT με τις απαιτούμενες παραμέτρους.απόδοση εξόδου fetch-in-response.Σε αυτήν την εργασία, αν και η αντλία αέρα που χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση της βαλβίδας FAST είναι αρκετά μικρή ώστε να ενσωματωθεί σε ένα όργανο πάγκου (Εικ. S9, S10), εξακολουθεί να καταναλώνει σημαντική ισχύ και να δημιουργεί θόρυβο.Κατ' αρχήν, οι πνευματικές αντλίες μικρότερου παράγοντα μπορούν να αντικατασταθούν με άλλα μέσα, όπως η χρήση ηλεκτρομαγνητικής δύναμης ή η ενεργοποίηση των δακτύλων.Περαιτέρω βελτιώσεις μπορεί να περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, την προσαρμογή κιτ για διαφορετικές και ειδικές βιοχημικές αναλύσεις, τη χρήση νέων μεθόδων ανίχνευσης που δεν απαιτούν συστήματα θέρμανσης/ψύξης, παρέχοντας έτσι μια πλατφόρμα POCT χωρίς εργαλεία για εφαρμογές PCR.Πιστεύουμε ότι δεδομένου ότι η πλατφόρμα FAST παρέχει έναν τρόπο χειρισμού υγρών, πιστεύουμε ότι η προτεινόμενη τεχνολογία FAST παρουσιάζει τη δυνατότητα δημιουργίας μιας κοινής πλατφόρμας όχι μόνο για βιοϊατρικές δοκιμές, αλλά και για περιβαλλοντική παρακολούθηση, δοκιμές ποιότητας τροφίμων, σύνθεση υλικών και φαρμάκων ..
Η συλλογή και η χρήση δειγμάτων ανθρώπινου ρινικού επιχρίσματος έχει εγκριθεί από την Επιτροπή Δεοντολογίας του Πανεπιστημιακού Πρώτου Συνεργαζόμενου Νοσοκομείου Zhejiang (IIT20220330B).Συλλέχθηκαν 36 δείγματα ρινικού επιχρίσματος, στα οποία συμμετείχαν 16 ενήλικες < 30 ετών, 7 ενήλικες > 40 ετών και 19 άνδρες, 17 γυναίκες.Συλλέχθηκαν 36 δείγματα ρινικού επιχρίσματος, στα οποία συμμετείχαν 16 ενήλικες < 30 ετών, 7 ενήλικες > 40 ετών και 19 άνδρες, 17 γυναίκες.Было собрано 36 образцов мазков од носа, в которых приняли участие 16 взрослых < 30 χρόνων, 7 взрослых стар 40 ετών, 19 άντρες και 17 γυναίκες.Συλλέχθηκαν τριάντα έξι δείγματα ρινικού επιχρίσματος από 16 ενήλικες < 30 ετών, 7 ενήλικες άνω των 40 ετών, 19 άνδρες και 17 γυναίκες.Τα δημογραφικά δεδομένα παρουσιάζονται στον Συμπληρωματικό Πίνακα 3. Ελήφθη ενημερωμένη συγκατάθεση από όλους τους συμμετέχοντες.Όλοι οι συμμετέχοντες ήταν ύποπτοι για γρίπη και εξετάστηκαν εθελοντικά χωρίς αποζημίωση.
Η βάση και το καπάκι FAST είναι κατασκευασμένα από πολυγαλακτικό οξύ (PLA) και εκτυπώνονται από τον εκτυπωτή Ender 3 Pro 3D (Shenzhen Transcend 3D Technology Co., Ltd.).Η ταινία διπλής όψης αγοράστηκε από την Adhesives Research, Inc. Model 90880. Η μεμβράνη ΡΕΤ πάχους 100 μm αγοράστηκε από την McMaster-Carr.Τόσο η κόλλα όσο και η μεμβράνη PET κόπηκαν χρησιμοποιώντας τον κόφτη Silhouette Cameo 2 από την Silhouette America, Inc. Η ελαστική μεμβράνη είναι κατασκευασμένη από υλικό PDMS με χύτευση με έγχυση.Αρχικά, ένα πλαίσιο ΡΕΤ πάχους 200 μm κόπηκε χρησιμοποιώντας ένα σύστημα λέιζερ και κολλήθηκε σε ένα φύλλο PMMA πάχους 3 mm χρησιμοποιώντας κολλητική ταινία διπλής όψης 100 μm.Ο πρόδρομος PDMS (Sylgard 184, Μέρος Α: Μέρος Β = 10:1, Dow Corning) στη συνέχεια χύθηκε στο καλούπι και χρησιμοποιήθηκε μια γυάλινη ράβδος για την απομάκρυνση της περίσσειας PDMS.Μετά από σκλήρυνση στους 70° C για 3 ώρες, η μεμβράνη PDMS πάχους 300 μm μπορούσε να αποκολληθεί από το καλούπι.
Οι φωτογραφίες για ευέλικτη διανομή, δημοσίευση κατά παραγγελία και αξιόπιστη απόδοση λαμβάνονται με κάμερα υψηλής ταχύτητας (Sony AX700 1000 fps).Ο τροχιακός αναδευτήρας που χρησιμοποιήθηκε στη δοκιμή αξιοπιστίας αγοράστηκε από την SCILOGEX (SCI-O180).Η πίεση του αέρα παράγεται από έναν αεροσυμπιεστή και αρκετοί ψηφιακοί ρυθμιστές πίεσης ακριβείας χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της τιμής πίεσης.Η διαδικασία ελέγχου συμπεριφοράς ροής είναι η εξής.Μια προκαθορισμένη ποσότητα υγρού εγχύθηκε στη συσκευή δοκιμής και χρησιμοποιήθηκε κάμερα υψηλής ταχύτητας για την καταγραφή της συμπεριφοράς ροής.Στη συνέχεια λήφθηκαν ακίνητες εικόνες από βίντεο της συμπεριφοράς ροής σε σταθερούς χρόνους και η υπόλοιπη περιοχή υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας το λογισμικό Image-Pro Plus, το οποίο στη συνέχεια πολλαπλασιάστηκε με το βάθος της κάμερας για τον υπολογισμό της έντασης.Λεπτομέρειες για το σύστημα δοκιμής συμπεριφοράς ροής μπορείτε να βρείτε στο συμπληρωματικό σχήμα S4.
Εγχύστε 50 µl μικροσφαιριδίων και 100 μl απιονισμένου νερού στη συσκευή ανάμειξης φιαλιδίου.Οι φωτογραφίες μικτής απόδοσης λήφθηκαν με κάμερα υψηλής ταχύτητας κάθε 0,1 δευτερόλεπτα σε πιέσεις 0,1 bar, 0,15 bar και 0,2 bar.Πληροφορίες pixel κατά τη διαδικασία ανάμειξης μπορούν να ληφθούν από αυτές τις εικόνες χρησιμοποιώντας λογισμικό επεξεργασίας φωτογραφιών (Photoshop CS6).Και η απόδοση ανάμειξης μπορεί να επιτευχθεί με την ακόλουθη Εξίσωση 53.
όπου M είναι η απόδοση ανάμειξης, N είναι ο συνολικός αριθμός των εικονοστοιχείων του δείγματος και ci και \(\bar{c}\) είναι οι κανονικοποιημένες και αναμενόμενες κανονικοποιημένες συγκεντρώσεις.Η απόδοση ανάμειξης κυμαίνεται από 0 (0%, χωρίς ανάμειξη) έως 1 (100%, πλήρως αναμεμειγμένο).Τα αποτελέσματα φαίνονται στο Συμπληρωματικό Σχήμα S6.
Κιτ RT-PCR σε πραγματικό χρόνο για IAV και IBV, συμπεριλαμβανομένων δειγμάτων RNA IAV και IBV (αρ. κατ. RR-0051-02/RR-0052-02, Liferiver, Κίνα), ρυθμιστικό διάλυμα Tris-EDTA (ρυθμιστικό διάλυμα TE αρ. B541019 , Sangon Biotech, Κίνα), το κιτ καθαρισμού RNA θετικού ελέγχου (Αρ. εξαρτήματος Z-ME-0010, Liferiver, Κίνα) και το διάλυμα GAPDH (Αρ. εξαρτήματος M591101, Sangon Biotech, Κίνα) είναι εμπορικά διαθέσιμα.Το κιτ καθαρισμού RNA περιλαμβάνει ένα ρυθμιστικό διάλυμα δέσμευσης, πλύση Α, πλύση W, υγρό έκλουσης, μαγνητικά μικροσφαιρίδια και ακρυλικό φορέα.Τα κιτ RT-PCR πραγματικού χρόνου IAV και IBV περιλαμβάνουν μίγμα ανίχνευσης PCR νουκλεϊκού οξέος IFVA και ένζυμο RT-PCR.Προσθέστε 6 μl AcrylCarrier και 20 μl μαγνητικών σφαιριδίων σε 500 μl ρυθμιστικού διαλύματος σύνδεσης, ανακινήστε καλά και στη συνέχεια παρασκευάστε το διάλυμα σφαιριδίων.Προσθέστε 21 ml αιθανόλης στις πλύσεις A και W, ανακινήστε καλά για να λάβετε διαλύματα των πλύσεων Α και W, αντίστοιχα.Στη συνέχεια, 18 μΙ μίγματος φθορίζουσας PCR με νουκλεϊκό οξύ IFVA και 1 μΙ ενζύμου RT-PCR προστέθηκαν σε 1 μΙ διαλύματος ΤΕ, ανακινήθηκαν και φυγοκεντρήθηκαν για αρκετά δευτερόλεπτα, λαμβάνοντας 20 μΙ εκκινητών IAV και IBV.
Ακολουθήστε την ακόλουθη διαδικασία καθαρισμού RNA: (1) Προσρόφηση RNA.Μεταφέρετε με σιφώνιο 526 μl του διαλύματος του σφαιριδίου σε ένα σωλήνα φυγοκέντρησης 1,5 ml και προσθέστε 150 μl δείγματος και, στη συνέχεια, ανακινήστε με το χέρι το σωληνάριο πάνω-κάτω 10 φορές.Μεταφέρετε 676 μl του μείγματος στη στήλη συγγένειας και φυγοκεντρήστε στα 1,88 x 104 g για 60 δευτερόλεπτα.Οι επόμενες αποχετεύσεις στη συνέχεια απορρίπτονται.(2) Το πρώτο στάδιο πλύσης.Προσθέστε 500 µl διαλύματος πλύσης Α στη στήλη συγγένειας, φυγοκεντρήστε στα 1,88 x 104 g για 40 δευτερόλεπτα και απορρίψτε το αναλωμένο διάλυμα.Αυτή η διαδικασία πλύσης επαναλήφθηκε δύο φορές.(3) το δεύτερο στάδιο του πλυσίματος.Προσθέστε 500 µl διαλύματος πλύσης W στη στήλη συγγένειας, φυγοκεντρήστε στα 1,88×104 g για 15 δευτερόλεπτα και απορρίψτε το αναλωμένο διάλυμα.Αυτή η διαδικασία πλύσης επαναλήφθηκε δύο φορές.(4) Έκλουση.Προσθέστε 200 µl εκλούσματος στη στήλη συγγένειας και φυγοκεντρήστε στα 1,88 x 104 g για 2 λεπτά.(5) RT-PCR: Το έκλουσμα εγχύθηκε σε 20 μl του διαλύματος εκκινητή σε σωλήνα PCR, και στη συνέχεια ο σωλήνας τοποθετήθηκε σε συσκευή δοκιμής PCR πραγματικού χρόνου (SLAN-96P) για να πραγματοποιηθεί η διαδικασία RT-PCR.Η όλη διαδικασία ανίχνευσης διαρκεί περίπου 140 λεπτά (20 λεπτά για καθαρισμό RNA και 120 λεπτά για ανίχνευση PCR).
526 μΙ διαλύματος σφαιριδίων, 1000 μΙ διαλύματος πλύσης Α, 1000 μΙ διαλύματος πλύσης W, 200 μΙ διαλύματος έκλουσης και 20 μΙ διαλύματος εκκινητή προστέθηκαν προκαταρκτικά και αποθηκεύτηκαν στους θαλάμους Μ, W1, W2, Ε και θαλάμους ανίχνευσης PCR.Συναρμολόγηση πλατφόρμας.Στη συνέχεια, 150 µl του δείγματος μεταφέρθηκαν με πιπέτα στον θάλαμο Μ και η πλατφόρμα FAST-POCT εισήχθη στο όργανο δοκιμής που φαίνεται στο Συμπληρωματικό Σχήμα S9.Μετά από περίπου 82 λεπτά, τα αποτελέσματα της δοκιμής ήταν διαθέσιμα.
Εκτός εάν αναφέρεται διαφορετικά, όλα τα αποτελέσματα των δοκιμών παρουσιάζονται ως μέσος όρος ± SD μετά από τουλάχιστον έξι επαναλήψεις χρησιμοποιώντας μόνο την πλατφόρμα FAST-POCT και βιολογικά ανεξάρτητα δείγματα.Δεν εξαιρέθηκαν δεδομένα από την ανάλυση.Τα πειράματα δεν είναι τυχαία.Οι ερευνητές δεν ήταν τυφλοί σε ομαδικές εργασίες κατά τη διάρκεια του πειράματος.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το σχεδιασμό της μελέτης, ανατρέξτε στην περίληψη της Έκθεσης Έρευνας Φύσης που συνδέεται με αυτό το άρθρο.
Τα δεδομένα που υποστηρίζουν τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης είναι διαθέσιμα στις Συμπληρωματικές Πληροφορίες.Αυτό το άρθρο παρέχει τα αρχικά δεδομένα.
Οι ενισχυτές για τον COVID-19 Chagla, Z. & Madhukar, P. σε πλούσιες χώρες θα καθυστερήσουν τα εμβόλια για όλους.Οι ενισχυτές για τον COVID-19 Chagla, Z. & Madhukar, P. σε πλούσιες χώρες θα καθυστερήσουν τα εμβόλια για όλους.Οι ενισχυτές Chagla, Z. και Madhukar, P. COVID-19 σε πλούσιες χώρες θα καθυστερήσουν τα εμβόλια για όλους.Chagla, Z. and Madhukar, P. Ο επανεμβολιασμός για τον COVID-19 σε πλούσιες χώρες θα καθυστερήσει τον εμβολιασμό για όλους.Εθνική ιατρική.27, 1659–1665 (2021).
Faust, L. et al.Δοκιμές SARS-CoV-2 σε χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος: διαθεσιμότητα και προσιτή τιμή στον ιδιωτικό τομέα υγειονομικής περίθαλψης.μικροβιακή μόλυνση.22, 511–514 (2020).
Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας.Παγκόσμια επικράτηση και επίπτωση επιλεγμένων ιάσιμων σεξουαλικά μεταδιδόμενων λοιμώξεων: ανασκόπηση και εκτιμήσεις.Γενεύη: WHO, WHO/HIV_AIDS/2 https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/66818/WHO_HIV_AIDS_2001.02.pdf (2001).
Fenton, ΕΜ et αϊ.Πολλαπλές 2D χυτές ταινίες δοκιμής πλευρικής ροής.Εφαρμογή ASS.alma mater.Ίντερ Μιλάνου.1, 124–129 (2009).
Schilling, KM et al.Πλήρως κλειστή μικρορευστοποιημένη συσκευή ανάλυσης με βάση το χαρτί.πρωκτός.Χημική ουσία.84, 1579–1585 (2012).
Lapenter, Ν. et αϊ.Η ανταγωνιστική ανοσοχρωματογραφία με βάση το χαρτί σε συνδυασμό με ηλεκτρόδια τροποποιημένα με ένζυμα επιτρέπει την ασύρματη παρακολούθηση και τον ηλεκτροχημικό προσδιορισμό της κοτινίνης των ούρων.Sensors 21, 1659 (2021).
Zhu, Χ. et αϊ.Ποσοτικοποίηση βιοδεικτών ασθένειας με μια ευέλικτη πλατφόρμα πλευρικού υγρού ενσωματωμένη σε νανοζύμα χρησιμοποιώντας γλυκόμετρο.βιολογικός αισθητήρας.Βιοηλεκτρονική.126, 690–696 (2019).
Boo, S. et al.Ταινία δοκιμών εγκυμοσύνης για ανίχνευση παθογόνων βακτηρίων χρησιμοποιώντας υβριδικά νανοάνθη κονκαναβαλίνη Α-ανθρώπινη χοριακή γοναδοτροπίνη-Cu3(PO4)2, μαγνητικό διαχωρισμό και ανάγνωση έξυπνου τηλεφώνου.Μικροϋπολογιστής.Περιοδικό.185, 464 (2018).