Дзякуй за наведванне www.chinacdoe.com.Версія браўзера, якую вы выкарыстоўваеце, мае абмежаваную падтрымку CSS.Для найлепшага вопыту мы рэкамендуем вам выкарыстоўваць абноўлены браўзер (або адключыць рэжым сумяшчальнасці ў Internet Explorer).Тым часам, каб забяспечыць бесперапынную падтрымку, мы будзем візуалізаваць сайт без стыляў і JavaScript.
Сістэмы Lab-on-a-chip з магчымасцямі на месцы даюць патэнцыял для хуткай і дакладнай дыягностыкі і карысныя ва ўмовах абмежаваных рэсурсаў, дзе няма біямедыцынскага абсталявання і падрыхтаваных спецыялістаў.Аднак стварэнне сістэмы тэсціравання на месцы абслугоўвання, якая адначасова мае ўсе неабходныя функцыі для шматфункцыянальнай дазавання, выпуску па патрабаванні, надзейнай працы і доўгатэрміновага захоўвання рэагентаў, застаецца сур'ёзнай праблемай.Тут мы апісваем тэхналогію мікраперамыкача з рычагом, якая можа маніпуляваць вадкасцямі ў любым кірунку, забяспечваючы дакладную і прапарцыйную рэакцыю на прыкладзены ціск паветра і захоўваючы стабільнасць супраць рэзкіх рухаў і вібрацый.На аснове гэтай тэхналогіі мы таксама апісваем распрацоўку сістэмы палімеразнай ланцуговай рэакцыі, якая аб'ядноўвае функцыі ўвядзення рэагентаў, змешвання і рэакцыі ў адзін працэс, які дасягае прадукцыйнасці «ўзор-адказ-выхад» для ўсіх клінічных насавых узораў ад 18 пацыентаў з Грып і 18 асобных кантрольных груп, у добрай адпаведнасці інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі са стандартнай палімеразнай ланцуговай рэакцыяй (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).На аснове гэтай тэхналогіі мы таксама апісваем распрацоўку сістэмы палімеразнай ланцуговай рэакцыі, якая аб'ядноўвае функцыі ўвядзення рэагентаў, змешвання і рэакцыі ў адным працэсе, які забяспечвае прадукцыйнасць «узор-адказ-выхад» для ўсіх клінічных насавых узораў ад 18 пацыентаў. з грыпам і 18 асобнымі кантролем, у добрай адпаведнасці інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі са стандартнай палімеразнай ланцуговай рэакцыяй (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).Засноўваючыся на гэтай тэхналогіі, мы таксама апісваем распрацоўку сістэмы полимеразной цепной рэакцыі, якая аб'ядноўвае функцыі ўвядзення рэагентаў, змешвання і рэакцыі ў адным працэсе, што забяспечвае выкананне «вобраз-у-адказ-выход» для ўсіх клінічных узораў з носа ад 18 пацыентаў з Грып. і 18 асобных кантроляў, у добрым адпаведнасці інтэнсіўнасці флуоресценции са стандартнай полимеразной цепной рэакцыяй (каэфіцыенты Пірсана> 0,9).На аснове гэтай тэхналогіі мы таксама апісваем распрацоўку сістэмы палімеразнай ланцуговай рэакцыі, якая аб'ядноўвае функцыі ўвядзення, змешвання і рэакцыі ў адзіным працэсе, дазваляючы браць узор у адказ для ўсіх клінічных назальных узораў ад 18 хворых на грып.і 18 індывідуальных кантроляў, што добра супадае са стандартнай інтэнсіўнасцю флуарэсцэнцыі палімеразнай ланцуговай рэакцыі (каэфіцыенты Пірсана> 0,9).На падставе гэтай тэхналогіі мы таксама апісваем распрацоўку сістэмы палімеразнай ланцуговай рэакцыі, якая аб'ядноўвае функцыі ўвядзення рэагентаў, змешвання і рэакцыі для аналізу ўсіх клінічных назальных узораў з 18 узораў назальных узораў пацыентаў. Грып і 18 асобных кантрольных груп, адпаведная інтэнсіўнасць флуарэсцэнцыі добра са стандартнай палімеразнай ланцуговай рэакцыяй (каэфіцыент Пірсана > 0,9).Прапанаваная платформа гарантуе надзейную аўтаматызацыю медыка-біялагічных аналізаў і, такім чынам, можа паскорыць камерцыялізацыю цэлага шэрагу прылад для тэсціравання ў пунктах медыцынскай дапамогі.
Новыя захворванні чалавека, такія як пандэмія COVID-19 2020 г., якая забрала жыцці мільёнаў людзей, уяўляюць сур'ёзную пагрозу глабальнаму здароўю і чалавечай цывілізацыі1.Ранняе, хуткае і дакладнае выяўленне захворванняў мае вырашальнае значэнне для кантролю над распаўсюджваннем віруса і паляпшэння вынікаў лячэння.Асноўная дыягнастычная экасістэма, заснаваная на цэнтралізаваных лабараторыях, дзе тэставыя ўзоры адпраўляюцца ў бальніцы або дыягнастычныя клінікі і кіруюцца прафесіяналамі, у цяперашні час абмяжоўвае доступ для амаль 5,8 мільярда чалавек ва ўсім свеце, асабліва тых, хто жыве ў абмежаваных рэсурсах.дзе не хапае дарагога медыка-біялагічнага абсталявання і кваліфікаваных спецыялістаў.клініцысты 2. Такім чынам, існуе вострая неабходнасць распрацаваць недарагую і зручную сістэму лабараторыі на чыпе з магчымасцю тэсціравання ў пункце медыцынскай дапамогі (POCT), якая можа прадастаўляць клініцыстам своечасовую дыягнастычную інфармацыю для прыняцця абгрунтаваных рашэнняў аб дыягназе .і лячэнне 3.
Рэкамендацыі Сусветнай арганізацыі аховы здароўя (СААЗ) сцвярджаюць, што ідэальны POCT павінен быць даступным, зручным (простым у выкарыстанні з мінімальнай падрыхтоўкай), дакладным (пазбягаць ілжывых адмоўных або ілжывых спрацоўванняў), хуткім і надзейным (забяспечваць добрую паўтаральнасць) і дастаўка (здольная доўгатэрміновага захоўвання і лёгкадаступная для канчатковых карыстальнікаў)4.Каб адпавядаць гэтым патрабаванням, сістэмы POCT павінны забяспечваць наступныя характарыстыкі: універсальнае дазаванне для памяншэння ручнога ўмяшання, выпуск па патрабаванні для транспарціроўкі рэагентаў у маштабе для атрымання дакладных вынікаў выпрабаванняў і надзейную працу, каб супрацьстаяць вібрацыі навакольнага асяроддзя.У цяперашні час найбольш шырока выкарыстоўваным прыладай POCT з'яўляецца паласа бакавога патоку5,6, якая складаецца з некалькіх слаёў порыстых нітрацэлюлозных мембран, якія прасоўваюць вельмі невялікую колькасць узору наперад, рэагуючы з папярэдне імабілізаванымі рэагентамі з дапамогай капілярнай сілы.Нягледзячы на тое, што яны валодаюць перавагай нізкай кошту, прастаты выкарыстання і хуткіх вынікаў, прыборы POCT на аснове праточнай паласы могуць выкарыстоўвацца толькі для біялагічных тэстаў (напрыклад, тэстаў на глюкозу7,8 і тэстаў на цяжарнасць9,10) без неабходнасці шматэтапнага аналізу.рэакцый (напр. загрузка некалькіх рэагентаў, змешванне, мультыплексаванне).Акрамя таго, рухаючыя сілы, якія кантралююць рух вадкасці (напрыклад, капілярныя сілы), не забяспечваюць добрую ўзгодненасць, асабліва паміж партыямі, што прыводзіць да дрэннай узнаўляльнасці11 і робіць бакавыя паласы патоку ў першую чаргу карыснымі для добрага выяўлення12,13.
Пашырэнне вытворчых магчымасцей у мікра- і нанамаштабе стварыла магчымасці для распрацоўкі мікрафлюідных прылад POCT для колькасных вымярэнняў14,15,16,17.Шляхам рэгулявання уласцівасцяў інтэрфейсу 18, 19 і геаметрыі каналаў 20, 21, 22 можна кантраляваць капілярную сілу і хуткасць патоку гэтых прылад.Аднак іх надзейнасць, асабліва для вадкасцяў з моцным змочваннем, застаецца непрымальнай з-за недакладнасцяў вытворчасці, дэфектаў матэрыялаў і адчувальнасці да вібрацыі навакольнага асяроддзя.Акрамя таго, паколькі на мяжы вадкасці і газу ствараецца капілярны паток, дадатковы паток не можа быць уведзены, асабліва пасля запаўнення мікрафлюіднага канала вадкасцю.Такім чынам, для больш складанага выяўлення неабходна выканаць некалькі этапаў увядзення пробы24,25.
Сярод мікрафлюідных прылад цэнтрабежныя мікрафлюідныя прылады ў цяперашні час з'яўляюцца адным з лепшых рашэнняў для POCT26,27.Перавага яго прываднага механізму заключаецца ў тым, што рухаючай сілай можна кіраваць, рэгулюючы хуткасць кручэння.Аднак недахопам з'яўляецца тое, што цэнтрабежная сіла заўсёды накіравана да вонкавага краю прылады, што ўскладняе ажыццяўленне шматэтапных рэакцый, неабходных для больш складаных аналізаў.Хаця дадатковыя рухаючыя сілы (напрыклад, капіляры 28, 29 і многія іншыя 30, 31, 32, 33, 34, 35) у дадатак да цэнтрабежнай сілы ўводзяцца для шматфункцыянальнага дазавання, непрадбачаная перадача вадкасці можа адбыцца, таму што гэтыя дадатковыя сілы, як правіла, парадак велічынёй меншай за цэнтрабежную сілу, што робіць іх эфектыўнымі толькі ў невялікіх працоўных дыяпазонах або недаступнымі па патрабаванні з выпускам вадкасці.Уключэнне пнеўматычных маніпуляцый у цэнтрабежныя мікрафлюідыкі, такія як цэнтрабежныя кінетычныя метады 36, 37, 38, тэрмапнеўматычныя метады 39 і актыўныя пнеўматычныя метады 40, аказалася прывабнай альтэрнатывай.Пры контрфугадынамічным падыходзе дадатковая паражніна і злучальныя мікраканалы ўбудаваны ў прыладу як для вонкавага, так і для ўнутранага ўздзеяння, хоць яго эфектыўнасць адпампоўкі (у дыяпазоне ад 75% да 90%) моцна залежыць ад колькасці цыклаў адпампоўкі і глейкасці вадкасці.У тэрмапнеўматычным метадзе латексная мембрана і камера для перадачы вадкасці спецыяльна распрацаваны для герметызацыі або паўторнага адкрыцця ўваходнага адтуліны, калі захоплены аб'ём паветра награваецца або астуджаецца.Аднак устаноўка нагрэву/астуджэння стварае праблемы з павольнай рэакцыяй і абмяжоўвае яе выкарыстанне ў тэрмаадчувальных аналізах (напрыклад, узмацненне палімеразнай ланцуговай рэакцыі (ПЦР)).Пры актыўным пнеўматычным падыходзе вызваленне па патрабаванні і рух унутр дасягаюцца за кошт адначасовага прымянення станоўчага ціску і дакладна падабраных хуткасцей кручэння высакахуткаснымі рухавікамі.Ёсць і іншыя паспяховыя падыходы з выкарыстаннем толькі пнеўматычных прывадаў (станоўчага ціску 41, 42 або адмоўнага ціску 43) і канструкцый нармальна закрытых клапанаў.Паслядоўна аказваючы ціск у пнеўматычнай камеры, вадкасць перапампоўваецца наперад перистальтически, а нармальна зачынены клапан прадухіляе зваротны паток вадкасці з-за перыстальтыкі, такім чынам рэалізуючы складаныя вадкасныя аперацыі.Аднак у цяперашні час існуе толькі абмежаваная колькасць мікрафлюідных тэхналогій, якія могуць выконваць складаныя аперацыі з вадкасцямі ў адной прыладзе POCT, у тым ліку шматфункцыянальны разлік, выпуск па патрабаванні, надзейную працу, доўгатэрміновае захоўванне, апрацоўку вадкасцей з высокай глейкасцю, і эканамічна эфектыўнае вытворчасць.Усё адначасова.Адсутнасць шматэтапнай функцыянальнай аперацыі таксама можа быць адной з прычын таго, што на сённяшні дзень толькі некалькі камерцыйных прадуктаў POCT, такіх як Cepheid, Binx, Visby, Cobas Liat і Rhonda, былі паспяхова прадстаўлены на адкрытым рынку.
У гэтым артыкуле мы прапануем пнеўматычны мікрафлюідны актуатар на аснове тэхналогіі мікрапераключальніка з зялёным кольцам (FAST).FAST спалучае ўсе неабходныя ўласцівасці адначасова для шырокага дыяпазону рэагентаў ад мікралітраў да мілілітраў.FAST складаецца з эластычных мембран, рычагоў і блокаў.Без прымянення ціску паветра мембраны, рычагі і блокі можна шчыльна зачыніць, а вадкасць унутры захоўваць на працягу доўгага часу.Пры прымяненні адпаведнага ціску і рэгуляванні даўжыні рычага дыяфрагма пашыраецца і выштурхвае рычаг у адкрытае становішча, дазваляючы вадкасці праходзіць.Гэта дазваляе шматфункцыянальна дазаваць вадкасць каскадам, адначасова, паслядоўна або выбарачна.
Мы распрацавалі сістэму ПЦР з выкарыстаннем FAST для атрымання вынікаў адказу ў пробе для выяўлення вірусаў грыпу А і В (IAV і IBV).Мы дасягнулі ніжняй мяжы выяўлення (LOD) у 102 копіі/мл, наш мультыплексны аналіз паказаў спецыфічнасць для IAV і IBV і дазволіў вызначыць пататып віруса грыпу.Вынікі клінічнага тэставання з выкарыстаннем мазка з носа 18 пацыентаў і 18 здаровых асоб паказваюць добрае адпаведнасць інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі са стандартнай RT-PCR (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).Вынікі клінічнага тэставання з выкарыстаннем мазка з носа 18 пацыентаў і 18 здаровых асоб паказваюць добрае адпаведнасць інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі са стандартнай RT-PCR (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).Вынікі клінічных выпрабаванняў з выкарыстаннем узору мазка з носа ў 18 пацыентаў і 18 здаровых людзей паказваюць добрае адпаведнасць інтэнсіўнасці флуоресценции стандартнай ОТ-ПЦР (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).Вынікі клінічных даследаванняў з выкарыстаннем мазка з носа ў 18 пацыентаў і 18 здаровых асоб паказваюць добрае супадзенне паміж інтэнсіўнасцю флуарэсцэнцыі стандартнай RT-PCR (каэфіцыенты Пірсана> 0,9).0,9)………………………………………………………………………………………………………………… Вынікі клінічных выпрабаванняў з выкарыстаннем узораў назальных мазкоў ад 18 пацыентаў і 18 здаровых людзей паказалі добрае адпаведнасць паміж інтэнсіўнасцю флуоресценции і стандартнай ОТ-ПЦР (каэфіцыент Пірсана > 0,9).Вынікі клінічных даследаванняў з выкарыстаннем узораў мазкоў з носа 18 пацыентаў і 18 здаровых асоб паказалі добрае адпаведнасць інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі і стандартнай RT-PCR (каэфіцыент Пірсана > 0,9).Прыблізны матэрыяльны кошт прылады FAST-POCT складае прыблізна 1 долар ЗША (дадатковая табліца 1) і можа быць дадаткова зніжаны пры выкарыстанні метадаў буйнамаштабнай вытворчасці (напрыклад, ліццё пад ціскам).Фактычна, прылады POCT на аснове FAST маюць усе неабходныя функцыі, прадугледжаныя СААЗ, і сумяшчальныя з новымі метадамі біяхімічнага тэставання, такімі як плазменны цеплавы цыкл44, імунааналізы без ампліфікацыі45 і тэсты функцыяналізацыі нанацелаў46, якія з'яўляюцца асновай сістэм POCT.магчымасць.
На мал.1а паказвае структуру платформы FAST-POCT, якая складаецца з чатырох вадкасных камер: камеры папярэдняга захоўвання, камеры змешвання, рэакцыйнай камеры і камеры адходаў.Ключ да кантролю патоку вадкасці - гэта канструкцыя FAST (якая складаецца з эластычных мембран, рычагоў і блокаў), размешчаная ў камеры папярэдняга захоўвання і камеры змешвання.Будучы метадам з пнеўматычным прывадам, канструкцыя FAST забяспечвае дакладнае кіраванне патокам вадкасці, у тым ліку пераключэнне паміж замкнёнымі і адкрытымі рэжымамі, універсальнае дазаванне, выпуск вадкасці па патрабаванні, надзейную працу (напрыклад, неадчувальнасць да вібрацыі навакольнага асяроддзя) і працяглае захоўванне.Платформа FAST-POCT складаецца з чатырох слаёў: апорнага пласта, пласта эластычнай плёнкі, пластыкавай плёнкі і пакрыцця, як паказана ў павялічаным выглядзе на мал. 1b (таксама дэталёва паказана на дадатковых малюнках S1 і S2 ).Усе каналы і камеры для транспарціроўкі вадкасці (напрыклад, камеры папярэдняга захоўвання і рэакцыйныя камеры) убудаваны ў субстраты PLA (полімалочная кіслата) таўшчынёй ад 0,2 мм (самая тонкая частка) да 5 мм.Эластычны плёнкавы матэрыял уяўляе сабой PDMS таўшчынёй 300 мкм, які лёгка пашыраецца пры ўжыванні ціску паветра дзякуючы сваёй «тонкай таўшчыні» і нізкаму модулю пругкасці (каля 2,25 МПа47).Слой поліэтыленавай плёнкі выраблены з поліэтылентэрэфталату (ПЭТ) таўшчынёй 100 мкм для абароны эластычнай плёнкі ад празмернай дэфармацыі пад ціскам паветра.У адпаведнасці з камерамі пласт падкладкі мае рычагі, злучаныя з пластом пакрыцця (вырабленым з PLA) шарнірамі для кіравання патокам вадкасці.Эластычная плёнка была прылепленая да апорнага пласта з дапамогай двухбаковай клейкай стужкі (ARseal 90880) і пакрыта поліэтыленавай плёнкай.Тры пласта былі сабраны на падкладку з выкарыстаннем канструкцыі T-clip у пласце пакрыцця.Т-вобразны заціск мае зазор паміж двума ножкамі.Калі заціск быў устаўлены ў канаўку, дзве ножкі злёгку сагнуліся, потым вярнуліся ў зыходны стан і шчыльна звязалі вечка і падкладку, праходзячы праз канаўку (дадатковы малюнак S1).Затым чатыры пласта збіраюцца з дапамогай злучальнікаў.
Прынцыповая схема платформы, якая ілюструе розныя функцыянальныя адсекі і асаблівасці FAST.b Павялічаная схема платформы FAST-POCT.c Фота платформы побач з манетай у чвэрць долара ЗША.
Працоўны механізм платформы FAST-POCT паказаны на малюнку 2. Ключавымі кампанентамі з'яўляюцца блокі на базавым слоі і шарніры на накрыўным слоі, што прыводзіць да інтэрферэнцыйнай канструкцыі, калі чатыры слаі сабраны з дапамогай Т-вобразнай формы .Пры адсутнасці ціску паветра (мал. 2а) пасадка з націскам прыводзіць да згінання і дэфармацыі шарніра, і праз рычаг прыкладваецца сіла ўшчыльнення, каб прыціснуць эластычную плёнку да блока, і вадкасць у паражніны ўшчыльнення вызначаецца як запячатаны стан.Варта адзначыць, што ў гэтым стане рычаг сагнуты вонкі, як паказана на выглядзе збоку на мал. 2а.Пры падачы паветра (мал. 2b) эластычная мембрана пашыраецца вонкі да вечка і штурхае рычаг уверх, такім чынам адкрываючы зазор паміж рычагом і блокам для паступлення вадкасці ў наступную камеру, якая вызначаецца як адкрыты стан .Пасля скіду ціску паветра рычаг можа вярнуцца ў зыходнае становішча і заставацца герметычным дзякуючы пругкасці шарніра.Відэа рухаў рычага прадстаўлены ў дадатковым фільме S1.
А. Схематычная схема і фатаграфіі ў закрытым выглядзе.Пры адсутнасці ціску рычаг прыціскае мембрану да блока, і вадкасць зачыняецца.b У добрым стане.Пры ціску мембрана пашыраецца і штурхае рычаг уверх, таму канал адкрываецца і вадкасць можа цячы.в Вызначыць характэрную велічыню крытычнага ціску.Характэрныя памеры ўключаюць даўжыню рычага (L), адлегласць паміж паўзуном і шарнірам (l) і таўшчыню выступу рычага (t).Fs - сіла ўшчыльнення ў кропцы дросельнай засланкі B. q - раўнамерна размеркаваная нагрузка на рычаг.Tx* уяўляе крутоўны момант, які развіваецца шарнірным рычагом.Крытычны ціск - гэта ціск, неабходны для ўзняцця рычага і прымусу цячы вадкасці.d Тэарэтычныя і эксперыментальныя вынікі залежнасці паміж крытычным ціскам і памерам элемента.n = 6 незалежных эксперыментаў былі праведзены і дадзеныя паказаны як ± стандартнае адхіленне.Неапрацаваныя даныя прадстаўлены ў выглядзе файлаў неапрацаваных даных.
Для аналізу залежнасці крытычнага ціску Pc, пры якім адкрываецца зазор, ад геаметрычных параметраў (напрыклад, L — даўжыня рычага, l — адлегласць паміж блокам і рычагом) распрацавана аналітычная мадэль, заснаваная на тэорыі пучка. шарнір, S - рычаг Плошча кантакту з вадкасцю t - таўшчыня выступу рычага, як паказана на мал. 2c).Як паказана ў дадатковых заўвагах і на дадатковым малюнку S3, разрыў адкрываецца, калі \({P}_{c}\ge \frac{2{F}_{s}l}{SL}\), дзе Fs - крутоўны момант \ ({T}_{x}^{\ast}(={F}_{s}l)\), каб ліквідаваць сілы, звязаныя з інтэрферэнцыйнай пасадкай і прывесці да згінання шарніра.Эксперыментальная рэакцыя і аналітычная мадэль добра супадаюць (мал. 2d), паказваючы, што крытычны ціск Pc павялічваецца з павелічэннем t/l і памяншэннем L, што лёгка растлумачыць з дапамогай класічнай мадэлі пучка, г.зн. крутоўны момант павялічваецца з павелічэннем t /Lift .Такім чынам, наш тэарэтычны аналіз ясна паказвае, што крытычны ціск можна эфектыўна кантраляваць, рэгулюючы даўжыню рычага L і стаўленне t/l, што забяспечвае важную аснову для распрацоўкі платформы FAST-POCT.
Платформа FAST-POCT забяспечвае шматфункцыянальнае дазаванне (паказана на малюнку 3a з устаўкай і эксперыментам), што з'яўляецца найбольш важнай асаблівасцю паспяховага POCT, калі вадкасці могуць цячы ў любым кірунку і ў любым парадку (каскад, адначасовы, паслядоўны) або селектыўны шматканальны дазаванне .– функцыя дазавання.На мал.3a(i) паказаны рэжым каскаднага дазавання, у якім дзве або больш камер злучаны каскадам з выкарыстаннем блокаў для падзелу розных рэагентаў і рычага для кіравання адкрытым і закрытым станамі.Калі аказваецца ціск, вадкасць цячэ з верхняй камеры ў ніжнюю каскадам.Варта адзначыць, што каскадныя камеры могуць быць запоўнены вільготнымі хімікатамі або сухімі хімікатамі, такімі як лиофилизированные парашкі.У эксперыменце на мал. 3a(i) чырвоныя чарніла з верхняй камеры цякуць разам з сінім парашком фарбавальніка (медным купарвасам) у другую камеру і становяцца цёмна-сінімі, калі дасягаюць ніжняй камеры.Ён таксама паказвае кантрольны ціск вадкасці, якая перапампоўваецца.Сапраўды гэтак жа, калі адзін рычаг падлучаны да дзвюх камер, гэта становіцца рэжымам адначасовага ўпырску, як паказана на мал.3a(ii), у якой вадкасць можа быць раўнамерна размеркавана па дзвюх або больш камерах пры ўжыванні ціску.Паколькі крытычны ціск залежыць ад даўжыні рычага, даўжыню рычага можна рэгуляваць для дасягнення паслядоўнага ўпырску, як паказана на мал.3a(iii).Доўгі рычаг (з крытычным ціскам Pc_long) быў падлучаны да камеры B, а кароткі рычаг (з крытычным ціскам Pc_short > Pc_long) быў злучаны з камерай A. Паколькі ціск P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) быў прыкладзены, толькі вадкасць, пазначаная чырвоным можа паступаць у камеру B, а калі ціск павялічваецца да P2 (> Pc_short), сіняя вадкасць можа паступаць у камеру A. Гэты рэжым паслядоўнага ўпырску прымяняецца да розных вадкасцей, якія паслядоўна пераходзяць у адпаведныя камеры, што вельмі важна для паспяховага POCT прылада.Доўгі рычаг (з крытычным ціскам Pc_long) быў падлучаны да камеры B, а кароткі рычаг (з крытычным ціскам Pc_short > Pc_long) быў злучаны з камерай A. Паколькі ціск P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) быў прыкладзены, толькі вадкасць, пазначаная чырвоным можа паступаць у камеру B, а калі ціск павялічваецца да P2 (> Pc_short), сіняя вадкасць можа паступаць у камеру A. Гэты рэжым паслядоўнага ўпырску прымяняецца да розных вадкасцей, якія паслядоўна пераходзяць у адпаведныя камеры, што вельмі важна для паспяховага POCT прылада.Длінны рычаг (з крытычным ціскам Pc_long) быў злучаны з камерай B, а кароткі рычаг (з крытычным ціскам Pc_short > Pc_long) быў злучаны з камерай A. Пры прыкладанні ціску P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) толькі вадкасць, вылучаная чырвоным можа цячы ў камеру B, і калі ціск быў павялічаны да P2 (>Pc_short), сіняя вадкасць можа цячы ў камеру A. Гэты рэжым паслядоўнага ўціску прымяняецца да розных вадкасцям, паслядоўна перамешчаным у адпаведныя камеры, што мае вырашальнае значэнне для паспяховай POCT.Доўгі рычаг (з крытычным ціскам Pc_long) быў падлучаны да камеры B, а кароткі рычаг (з крытычным ціскам Pc_short > Pc_long) быў падлучаны да камеры A. Пры ўжыванні ціску P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) вылучаецца толькі вадкасць у чырвоным колеры можа паступаць у камеру B, а калі ціск павялічваецца да P2 (> Pc_short), сіняя вадкасць можа паступаць у камеру A. Гэты рэжым паслядоўнага ўпырску прымяняецца да розных вадкасцей, якія паслядоўна пераносяцца ў адпаведныя камеры, што вельмі важна для паспяховага POCT.прылада. Доўгі рычаг (крытычнае ціск Pc_long), злучаны з камерай B, а кароткі рычаг (крытычнае ціск Pc_short > Pc_long), злучаны з камерай A.Доўгае плячо (крытычны ціск Pc_long) злучана з камерай B, а кароткае плячо (крытычны ціск Pc_short > Pc_long) злучана з камерай A.Пры прыкладанні ціску P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) у камеру B можа дзейнічаць толькі чырвоная вадкасць, а пры павелічэнні ціску да P2 (> Pc_short) у камеру A можа дзейнічаць сіняя вадкасць.Пры ўжыванні ціску P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) толькі чырвоная вадкасць можа патрапіць у камеру B, а калі ціск павялічваецца да P2 (> Pc_short), сіняя вадкасць можа патрапіць у камеру A. Гэты рэжым паслядоўнага ўпырску падыходзіць для паслядоўнай перадачы розныя вадкасці ў адпаведныя камеры, што вельмі важна для паспяховай працы прылады POCT.Малюнак 3a(iv) дэманструе селектыўны рэжым упырску, дзе галоўная камера мела кароткі (з крытычным ціскам Pc_short) і доўгі рычаг (з крытычным ціскам Pc_long < Pc_short), якія былі злучаны з камерай A і камерай B, адпаведна, у дадатак у іншы паветраны канал, падлучаны да камеры B. Каб спачатку перанесці вадкасць у камеру A, да прылады адначасова быў прыкладзены ціск P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) і P2 (P2 > P1) з P1 + P2 > Pc_short.Малюнак 3a(iv) дэманструе селектыўны рэжым упырску, дзе галоўная камера мела кароткі (з крытычным ціскам Pc_short) і доўгі рычаг (з крытычным ціскам Pc_long < Pc_short), якія былі злучаны з камерай A і камерай B, адпаведна, у дадатак у іншы паветраны канал, падлучаны да камеры B. Каб спачатку перанесці вадкасць у камеру A, да прылады адначасова быў прыкладзены ціск P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) і P2 (P2 > P1) з P1 + P2 > Pc_short.На мал.3а(iv) паказаны рэжым селектыўнага ўпрыску, пры якім асноўная камера мела кароткі (з крытычным ціскам Pc_short) і доўгі рычаг (з крытычным ціскам Pc_long < Pc_short), якія дадаткова злучаліся з камерай A і камерай B адпаведна.3a(iv) паказаны рэжым селектыўнага ўпырску, у якім галоўная камера мела кароткі (з крытычным ціскам Pc_short) і доўгі рычаг (з крытычным ціскам Pc_long < Pc_short), якія былі дадаткова злучаны з камерай A і камерай B адпаведна.да другога паветранага канала, злучанага з камерай B. Каб спачатку перадаць вадкасць у камеру A, да прылады адначасова прыклалі ціск P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) і P2 (P2 > P1), дзе P1 + P2 > Pc_short.у іншы паветраны канал, падлучаны да камеры B. Каб спачатку перанесці вадкасць у камеру A, да прылады адначасова прыкладаліся ціску P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) і P2 (P2 > P1), дзе P1 + P2 > Pc_short. 3a(iv) паказаны рэжым селектыўнага ўціску, калі асноўная камера мае кароткі ціск (з крытычным ціскам Pc_short) і доўгі ціск (з крытычным ціскам Pc_long < Pc_short), злучаныя з камерай A і камерай B адпаведна, і ў дапаўненні да другога паветранага канала, падключанаму да пакоі B.3a(iv) паказвае выбарачны рэжым упырску, калі галоўная камера мае кароткі стрыжань (крытычны ціск Pc_short) і доўгі стрыжань (крытычны ціск Pc_long < Pc_short), злучаныя з камерай A і камерай B адпаведна, і ў дадатак да іншага паветранага канала, звязаны з пакоем B.Такім чынам, P2 прадухіляе трапленне вадкасці ў камеру B;тым часам агульны ціск P1 + P2 перавышае крытычны ціск, каб актываваць карацейшы рычаг, злучаны з камерай A, каб вадкасць цякла ў камеру A. Затым, калі патрабуецца запоўніць камеру B, нам трэба толькі ўжыць P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) у галоўнай камеры, каб актываваць доўгі рычаг і дазволіць вадкасці цячы ў камеру B. Можна выразна заўважыць з часу t = 3 с да 9 с, што вадкасць у камеры A заставалася нязменнай, а ў камеры павялічвалася B пры прымяненні ціску P1.тым часам агульны ціск P1 + P2 перавышае крытычны ціск, каб актываваць карацейшы рычаг, злучаны з камерай A, каб вадкасць цякла ў камеру A. Затым, калі патрабуецца запоўніць камеру B, нам трэба толькі ўжыць P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) у галоўнай камеры, каб актываваць доўгі рычаг і дазволіць вадкасці цячы ў камеру B. Можна выразна заўважыць з часу t = 3 с да 9 с, што вадкасць у камеры A заставалася нязменнай, а ў камеры павялічвалася B пры прымяненні ціску P1.Паміж тым, агульны ціск P1 + P2 павысіў крытычнае ціск, каб актываваць больш кароткі рычаг, злучаны з камерай A, каб дазволіць вадкую цечку ў камеру A. Затым, калі спатрэбіцца запоўніць камеру B, нам трэба толькі прымяніць P1 (Pc_long < P1 < Pc_short ) у асноўнай камеры, каб актываваць доўгі рычаг і даць вадкасць цячы ў камеру B. Можна ясна назіраць, што ў перыяд з t = 3 с да 9 з вадкасць у камеры А заставалася пастаяннай, у той час як у камеры яна павялічвалася.Між тым агульны ціск P1 + P2 перавысіў крытычны ціск, каб актываваць карацейшы рычаг, злучаны з камерай A, каб дазволіць вадкасці цячы ў камеру A. Затым, калі камеру B трэба запоўніць, нам трэба толькі ўжыць P1 (Pc_long < P1 < Pc_short ) у галоўнай камеры, каб актываваць доўгі рычаг і дазволіць вадкасці пацячы ў камеру B. Можна выразна заўважыць, што паміж t = 3 с і 9 с вадкасць у камеры A заставалася нязменнай, у той час як у камеры яна павялічвалася.B пры ўжыванні ціску P1.У той жа час агульны ціск P1 + P2 перавышае крытычны ціск, прыводзячы ў дзеянне больш кароткі рычаг, які злучае камеру A, дазваляючы вадкасці паступаць у камеру A.Калі прыйшоў час запоўніць камеру А, мы проста наносім P1 у асноўную камеру і P2 у другасную камеру.Такім чынам, паводзіны патоку можна выбарачна пераключаць паміж камерамі A і B. Паводзіны патоку чатырох шматфункцыянальных рэжымаў размеркавання можна знайсці ў дадатковым фільме S2.
a Ілюстрацыя шматфункцыянальнага прызначэння, г.зн. (i) каскаднага, (ii) адначасовага, (iii) паслядоўнага і (iv) выбарачнага прызначэння.Крывыя адлюстроўваюць працоўны працэс і параметры гэтых чатырох рэжымаў размеркавання.b Вынікі доўгатэрміновага захоўвання ў дэіянізаванай вадзе і этаноле.n = 5 незалежных эксперыментаў было праведзена, і дадзеныя паказаны ў выглядзе ± SD c.Дэманстрацыя выпрабаванняў стабільнасці, калі прылада FAST і прылада капілярнага клапана (CV) знаходзіліся ў (i) статычным і (ii) вібрацыйным станах.(iii) Аб'ём у залежнасці ад часу для прылад FAST і CV на розных вуглавых частотах.d Публікацыя вынікаў выпрабаванняў па патрабаванні для (i) прылады FAST і (ii) прылады CV.(iii) Суадносіны паміж аб'ёмам і часам для прылад FAST і CV, якія выкарыстоўваюць рэжым перарывістага ціску.Усе шкалы, 1 см.Неапрацаваныя даныя падаюцца ў выглядзе файлаў неапрацаваных даных.
Доўгатэрміновае захоўванне рэагентаў - яшчэ адна важная асаблівасць паспяховай прылады POCT, якая дазволіць непадрыхтаванаму персаналу апрацоўваць некалькі рэагентаў.У той час як многія тэхналогіі паказалі свой патэнцыял для доўгатэрміновага захоўвання (напрыклад, 35 мікрадазатараў, 48 блістараў і 49 стыкаў), для размяшчэння ўпакоўкі патрабуецца спецыяльны прыёмны адсек, што павялічвае кошт і складанасць;акрамя таго, гэтыя механізмы захоўвання не дазваляюць дазаваць па патрабаванні і прыводзяць да марнавання рэагентаў з-за рэшткаў ва ўпакоўцы.Магчымасць доўгатэрміновага захоўвання была пацверджана шляхам правядзення паскоранага выпрабавання тэрміну службы з выкарыстаннем апрацаванага з ЧПУ матэрыялу ПММА з-за яго невялікай шурпатасці і ўстойлівасці да пранікнення газу (дадатковы малюнак S5).Тэставы апарат быў запоўнены дэіянізаванай вадой (дэіянізаванай вадой) і 70% этанолам (імітуючы лятучыя рэагенты) пры 65°C на працягу 9 дзён.І дэіянізаваную ваду, і этанол захоўвалі з дапамогай алюмініевай фальгі, каб заблакаваць доступ зверху.Ураўненне Арэніуса і энергія актывацыі пранікнення, пра якія паведамляецца ў літаратуры50,51, выкарыстоўваліся для разліку эквіваленту ў рэальным часе.На мал.3b паказвае сярэднія вынікі страты вагі для 5 узораў, якія захоўваліся пры 65°C на працягу 9 дзён, што эквівалентна 0,30% для дэіянізаванай вады і 0,72% для 70% этанолу на працягу 2 гадоў пры 23°C.
На мал.3c паказаны тэст на вібрацыю.Паколькі капілярны клапан (CV) з'яўляецца найбольш папулярным метадам апрацоўкі вадкасці сярод існуючых прылад POCT28,29, для параўнання выкарыстоўвалася прылада CV шырынёй 300 мкм і глыбінёй 200 мкм.Можна заўважыць, што калі абодва прылады застаюцца нерухомымі, вадкасць у платформе FAST-POCT ўшчыльняецца, а вадкасць у прыладзе CV замыкаецца з-за раптоўнага пашырэння канала, што памяншае капілярныя сілы.Аднак па меры павелічэння вуглавой частаты арбітальнага вібратара вадкасць у платформе FAST-POCT застаецца герметычнай, але вадкасць у прыладзе CV цячэ ў ніжнюю камеру (гл. таксама дадатковы фільм S3).Гэта сведчыць аб тым, што дэфармуемыя завесы платформы FAST-POCT могуць прыкладаць моцную механічную сілу да модуля, каб шчыльна зачыніць вадкасць у камеры.Аднак у прыладах CV вадкасць затрымліваецца з-за балансу паміж цвёрдай, паветранай і вадкай фазамі, ствараючы нестабільнасць, а вібрацыі могуць парушыць баланс і выклікаць нечаканыя паводзіны патоку.Перавага платформы FAST-POCT у тым, што яна забяспечвае надзейную функцыянальнасць і дазваляе пазбегнуць збояў пры наяўнасці вібрацыі, якая звычайна ўзнікае падчас дастаўкі і эксплуатацыі.
Яшчэ адной важнай асаблівасцю платформы FAST-POCT з'яўляецца яе выпуск па патрабаванні, што з'яўляецца ключавым патрабаваннем для колькаснага аналізу.На мал.3d параўноўвае выпуск па патрабаванні платформы FAST-POCT і прылады CV.З мал.3d(iii) мы бачым, што прылада FAST хутка рэагуе на сігнал ціску.Калі на платформу FAST-POCT быў аказаны ціск, вадкасць цякла, калі ціск скідаўся, паток неадкладна спыняўся (мал. 3d(i)).Гэта дзеянне можна растлумачыць хуткім пругкім вяртаннем шарніра, які прыціскае рычаг назад да блока, зачыняючы патроннік.Аднак вадкасць працягвала цячы ў прыладзе CV, што ў канчатковым выніку прывяло да нечаканага аб'ёму вадкасці прыкладна ў 100 мкл пасля скіду ціску (малюнак 3d(ii) і дадатковы фільм S4).Гэта можна растлумачыць знікненнем эфекту замацавання капіляраў пры поўным змочванні КВ пасля першай ін'екцыі.
Здольнасць працаваць з вадкасцямі рознай змочвальнасці і глейкасці ў адной прыладзе застаецца праблемай для прымянення POCT.Дрэнная змочвальнасць можа прывесці да ўцечак або іншым нечаканым паводзінам патоку ў каналах, і для падрыхтоўкі высокавязкай вадкасці часта патрабуецца дапаможнае абсталяванне, такое як віхравыя змяшальнікі, цэнтрыфугі і фільтры 52 .Мы праверылі сувязь паміж крытычным ціскам і ўласцівасцямі вадкасці (з шырокім дыяпазонам змочвальнасці і глейкасці).Вынікі паказаны ў табліцы 1 і відэа S5.Відаць, што вадкасці рознай змочвальнасці і глейкасці могуць быць герметызаваны ў камеры, і пры прымяненні ціску нават вадкасці з глейкасцю да 5500 сП могуць быць перададзены ў суседнюю камеру, што дазваляе выяўляць узоры з высокай глейкасць (г.зн. мокрота, вельмі глейкі ўзор, які выкарыстоўваецца для дыягностыкі рэспіраторных захворванняў).
Камбінуючы вышэйпаказаныя шматфункцыянальныя дазацыйныя прылады, можна распрацаваць шырокі спектр прылад POCT на базе FAST.Прыклад паказаны на малюнку 1. Устаноўка змяшчае камеру папярэдняга захоўвання, камеру змешвання, рэакцыйную камеру і камеру для адходаў.Рэагенты могуць захоўвацца ў камеры папярэдняга захоўвання на працягу працяглых перыядаў часу, а затым выгружацца ў камеру змешвання.Пры правільным ціску змешаныя рэагенты могуць быць выбарачна перанесены ў камеру для адходаў або рэакцыйную камеру.
Паколькі выяўленне ПЦР з'яўляецца залатым стандартам для выяўлення патагенаў, такіх як H1N1 і COVID-19, і ўключае некалькі этапаў рэакцыі, мы выкарысталі платформу FAST-POCT для выяўлення ПЦР у якасці прыкладання.На мал.4 паказаны працэс тэсціравання ПЦР з дапамогай платформы FAST-POCT.Спачатку элююючы рэагент, рэагент з магнітнымі мікрашарыкамі, прамыўны раствор A і прамыўны раствор W былі перанесены піпеткай у камеры папярэдняга захоўвання E, M, W1 і W2 адпаведна.Этапы адсорбцыі РНК паказаны на мал.4a і заключаюцца ў наступным: (1) пры ўжыванні ціску P1 (=0,26 бар) узор перамяшчаецца ў камеру M і выводзіцца ў камеру змешвання.(2) Ціск паветра P2 (= 0,12 бар) падаецца праз порт A, злучаны з ніжняй часткай камеры змешвання.Нягледзячы на тое, што шэраг метадаў змешвання паказалі свой патэнцыял у змешванні вадкасцей на платформах POCT (напрыклад, змяінае змешванне 53, выпадковае змешванне 54 і перыядычнае змешванне 55), іх эфектыўнасць і дзейснасць змешвання ўсё яшчэ не здавальняючыя.Ён выкарыстоўвае метад змешвання з бурбалкамі, пры якім паветра ўводзіцца ў ніжнюю частку камеры змешвання для стварэння бурбалак у вадкасці, пасля чаго магутны віхор можа дасягнуць поўнага змешвання на працягу некалькіх секунд.Былі праведзены эксперыменты па змешванню бурбалак, і вынікі прадстаўлены на дадатковым малюнку S6.Відаць, што пры ціску 0,10 бар поўнае змешванне займае каля 8 секунд.Пры павышэнні ціску да 0,20 бар поўнае змешванне дасягаецца прыкладна за 2 секунды.Метады разліку эфектыўнасці змешвання прадстаўлены ў раздзеле Метады.(3) Каб атрымаць шарыкі, выкарыстоўвайце рубідыевы магніт, затым падайце ціск P3 (= 0,17 бар) праз порт P, каб перамясціць рэагенты ў камеру для адходаў.На мал.4b,c паказваюць этапы прамывання для выдалення прымешак з узору наступным чынам: (1) Раствор для прамывання A з камеры W1 выводзіцца ў камеру змешвання пад ціскам P1.(2) Затым выканайце працэс змешвання з бурбалкамі.(3) Прамывальны раствор A перадаецца ў камеру для адходаў вадкасці, а мікрашарыкі ў камеры змешвання выцягваюцца магнітам.Пральная W (мал. 4c) была падобная на прамыўку A (мал. 4b).Варта адзначыць, што кожны этап прамывання A і W выконваўся двойчы.На малюнку 4d паказаны этапы элюіравання РНК з шарыкаў;этапы элюіравання і ўвядзення змешвання такія ж, як этапы адсорбцыі РНК і прамывання, апісаныя вышэй.Калі рэагенты для элюіравання пераносяцца ў рэакцыйную камеру ПЦР пад ціскам Р3 і Р4 (=0,23 бар), крытычны ціск дасягаецца для герметызацыі рукава рэакцыйнай камеры ПЦР.Аналагічным чынам, ціск P4 таксама дапамагае зачыніць праход у камеру для смецця.Такім чынам, усе рэагенты для элюіравання былі раўнамерна размеркаваны паміж чатырма рэакцыйнымі камерамі ПЦР для ініцыяцыі рэакцый мультыплекснай ПЦР.Вышэйапісаная працэдура прадстаўлена ў дадатковым фільме S6.
На этапе адсорбцыі РНК проба ўводзіцца ва ўваходнае адтуліну М і ўводзіцца ў камеру змешвання разам з раней захаваным растворам шарыкаў.Пасля змешвання і выдалення гранул рэагенты размяркоўваюцца ў камеру для адходаў.b і c этапы прамывання, увядзіце розныя папярэдне захаваныя прамыўныя рэагенты ў камеру змешвання і пасля змешвання і выдалення шарыкаў перанясіце рэагенты ў камеру для адходаў.d Этап элюіравання: пасля ўвядзення рэагентаў для элюіравання, змешвання і экстракцыі шарыкаў рэагенты пераносяцца ў рэакцыйную камеру ПЦР.Крывыя паказваюць працоўны працэс і звязаныя з ім параметры розных этапаў.Ціск - гэта ціск, які аказваецца праз асобныя камеры.Аб'ём - гэта аб'ём вадкасці ў камеры змешвання.Усе шкалы маюць памер 1 см.Неапрацаваныя даныя падаюцца ў выглядзе файлаў неапрацаваных даных.
Была праведзена працэдура тэсціравання ПЦР, і на дадатковым малюнку S7 прадстаўлены цеплавыя профілі, уключаючы 20 хвілін часу зваротнай транскрыпцыі і 60 хвілін часу цеплавога цыклу (95 і 60 °C), прычым адзін цеплавы цыкл складае 90 секунд (дадатковы фільм S7)..FAST-POCT патрабуе менш часу для выканання аднаго тэрмічнага цыклу (90 секунд), чым звычайная RT-PCR (180 секунд для аднаго тэрмічнага цыклу).Гэта можна растлумачыць вялікім суадносінамі плошчы паверхні і аб'ёму і нізкай цеплавой інэрцыяй рэакцыйнай камеры мікра-ПЦР.Паверхня камеры складае 96,6 мм2, а аб'ём камеры - 25 мм3, што робіць стаўленне паверхні да аб'ёму прыкладна 3,86.Як відаць на дадатковым малюнку S10, зона тэсціравання ПЦР нашай платформы мае канаўку на задняй панэлі, якая робіць дно камеры ПЦР таўшчынёй 200 мкм.Да награвальнай паверхні тэрмарэгулятара прымацаваная цеплаправодная эластычная пракладка, якая забяспечвае шчыльны кантакт з задняй часткай тэставай скрынкі.Гэта зніжае цеплавую інэрцыю платформы і павышае эфектыўнасць нагрэву/астуджэння.Падчас цеплавога цыклу парафін, убудаваны ў платформу, плавіцца і цячэ ў рэакцыйную камеру ПЦР, дзейнічаючы як герметык для прадухілення выпарэння рэагентаў і забруджвання навакольнага асяроддзя (гл. Дадатковы фільм S8).
Усе працэсы выяўлення ПЦР, апісаныя вышэй, былі цалкам аўтаматызаваны з дапамогай вырабленага на заказ прыбора FAST-POCT, які складаецца з запраграмаванага блока кантролю ціску, блока магнітнай экстракцыі, блока кантролю тэмпературы і блока фіксацыі і апрацоўкі флуоресцентного сігналу.Варта адзначыць, што мы выкарысталі платформу FAST-POCT для вылучэння РНК, а затым выкарысталі ўзоры РНК для рэакцыі ПЦР з выкарыстаннем сістэмы FAST-POCT і настольнай сістэмы ПЦР для параўнання.Вынікі былі амаль такімі ж, як паказана на дадатковым малюнку S8.Аператар выконвае простую задачу: уводзіць узор у М-камеру і ўстаўляе платформу ў прыбор.Колькасныя вынікі тэсту даступныя прыкладна праз 82 хвіліны.Падрабязную інфармацыю аб інструментах FAST-POCT можна знайсці на дадатковым малюнку.C9, C10 і C11.
Грып, выкліканы вірусамі грыпу A (IAV), B (IBV), C (ICV) і D (IDV), з'яўляецца звычайнай сусветнай з'явай.З іх IAV і IBV з'яўляюцца прычынай найбольш цяжкіх выпадкаў і сезонных эпідэмій, заражаючы 5-15% насельніцтва свету, выклікаючы 3-5 мільёнаў цяжкіх выпадкаў і выклікаючы 290 000-650 000 смерцяў штогод.Захворванні органаў дыхання56,57.Ранняя дыягностыка IAV і IB мае важнае значэнне для зніжэння захворвання і звязанага з імі эканамічнага цяжару.Сярод даступных дыягнастычных метадаў найбольш адчувальнай, спецыфічнай і дакладнай (>99%) лічыцца палімеразная ланцуговая рэакцыя са зваротнай транскрыптазай (RT-PCR)58,59.Сярод даступных дыягнастычных метадаў найбольш адчувальнай, спецыфічнай і дакладнай (>99%) лічыцца палімеразная ланцуговая рэакцыя са зваротнай транскрыптазай (RT-PCR)58,59.Сярод даступных дыягнастычных метадаў полимеразная цепная рэакцыя з зваротнай транскрыптазай (ОТ-ПЦР) лічыцца найбольш адчувальнай, спецыфічнай і дакладнай (> 99%)58,59.Сярод даступных дыягнастычных метадаў найбольш адчувальным, спецыфічным і дакладным (>99%) лічыцца палімеразная ланцуговая рэакцыя са зваротнай транскрыптазай (RT-PCR)58,59. З даступных дыягнастычных метадаў полимеразная цепная рэакцыя з зваротнай транскрыптазай (ОТ-ПЦР) лічыцца найбольш адчувальнай, спецыфічнай і дакладнай (>99%)58,59.З даступных дыягнастычных метадаў найбольш адчувальным, спецыфічным і дакладным (>99%) лічыцца палімеразная ланцуговая рэакцыя са зваротнай транскриптазой (RT-PCR)58,59.Аднак традыцыйныя метады RT-PCR патрабуюць шматразовага піпетавання, змешвання, дазавання і перадачы вадкасці, што абмяжоўвае іх выкарыстанне спецыялістамі ва ўмовах абмежаваных рэсурсаў.Тут платформа FAST-POCT была выкарыстана для ПЦР-дэтэкцыі IAV і IBV адпаведна, каб атрымаць іх ніжнюю мяжу выяўлення (LOD).Акрамя таго, IAV і IBV былі мультыплексаваны для адрознення розных пататыпаў у розных відаў, забяспечваючы перспектыўную платформу для генетычнага аналізу і магчымасці дакладнага лячэння захворвання.
На мал.5а паказаны вынікі ПЦР-даследавання HAV з выкарыстаннем 150 мкл вычышчанай віруснай РНК у якасці ўзору.На мал.5a(i) паказвае, што пры канцэнтрацыі HAV 106 копій/мл інтэнсіўнасць флуарэсцэнцыі (ΔRn) можа дасягаць 0,830, а калі канцэнтрацыя зніжаецца да 102 копій/мл, ΔRn усё яшчэ можа дасягаць 0,365, што адпавядае вышэйшаму значэнню групы пустога адмоўнага кантролю (0,002), прыкладна ў 100 разоў вышэй.Для колькаснага вызначэння на аснове шасці незалежных эксперыментаў была створана лінейная калібравальная крывая паміж канцэнтрацыяй часопіса і парогам цыклу (Ct) IAV (мал. 5a(ii)), R2 = 0,993, у дыяпазоне ад 102-106 копій/мл.вынікі добра адпавядаюць звычайным метадам RT-PCR.На мал.5a(iii) паказаны флуоресцентные выявы вынікаў тэсту пасля 40 цыклаў платформы FAST-POCT.Мы выявілі, што платформа FAST-POCT можа выяўляць гепатыт плазматычнага гепатыту на ўзроўні 102 копій/мл.Аднак традыцыйны метад не мае значэння Ct пры 102 копіях/мл, што робіць яго LOD каля 103 копій/мл.Мы выказалі здагадку, што гэта можа быць звязана з высокай эфектыўнасцю бурбалкавага змешвання.Эксперыменты ПЦР праводзіліся на вычышчанай РНК IAV для ацэнкі розных метадаў змешвання, у тым ліку ўстрэсвання (той жа метад змешвання, што і ў звычайнай аперацыі RT-PCR), змешвання ў флаконе (гэты метад, 3 с пры 0,12 бар) і без змешвання ў якасці кантрольнай групы ..Вынікі можна знайсці на дадатковым малюнку S12.Відаць, што пры больш высокай канцэнтрацыі РНК (106 копій/мл) значэнні Ct розных метадаў змешвання амаль такія ж, як і пры бурбалкавым змешванні.Калі канцэнтрацыя РНК упала да 102 копій/мл, сумесі для ўстрэсвання і кантролю не мелі значэнняў Ct, у той час як метад змешвання з бурбалкамі ўсё яшчэ даваў значэнне Ct 36,9, што было ніжэй парога Ct 38. Вынікі паказваюць дамінуючую характарыстыку змешвання везікулы, што таксама было прадэманстравана ў іншай літаратуры, што таксама можа растлумачыць, чаму адчувальнасць платформы FAST-POCT крыху вышэйшая, чым у звычайнай RT-PCR.На мал.5б паказаны вынікі аналізу ПЦР вычышчаных узораў РНК IBV у дыяпазоне ад 101 да 106 копій/мл.Вынікі былі падобныя на тэст IAV, дасягнуўшы R2 = 0,994 і LOD 102 копій/мл.
ПЦР-аналіз віруса грыпу А (IAV) з канцэнтрацыяй IAV ад 106 да 101 копій/мл з выкарыстаннем буфера TE ў якасці адмоўнага кантролю (NC).(I) Крывая флуарэсцэнцыі ў рэальным часе.(ii) Лінейная калібравальная крывая паміж лагарыфмічнай канцэнтрацыяй РНК IAV і парогам цыкла (Ct) для FAST і звычайных метадаў тэставання.(iii) Флуарэсцэнтны малюнак IAV FAST-POCT пасля 40 цыклаў.б, выяўленне ПЦР віруса грыпу B (IBV) з (i) спектрам флуарэсцэнцыі ў рэальным часе.(ii) Лінейная калібравальная крывая і (iii) флуарэсцэнтны малюнак FAST-POCT IBV пасля 40 цыклаў.Ніжняя мяжа выяўлення (LOD) для IAV і IBV пры выкарыстанні платформы FAST-POCT склала 102 копіі/мл, што ніжэй, чым пры звычайных метадах (103 копіі/мл).c Вынікі мультыплекснага тэсту на IAV і IBV.GAPDH выкарыстоўваўся ў якасці станоўчага кантролю, а буфер TE выкарыстоўваўся ў якасці адмоўнага кантролю, каб прадухіліць магчымае заражэнне і фонавае ўзмацненне.Можна вылучыць чатыры розныя тыпы проб: (1) адмоўныя пробы толькі з GAPDH (“IAV-/IBV-”);(2) IAV інфекцыя («IAV+/IBV-») з IAV і GAPDH;(3) IBV інфекцыя («IAV-/IBV+») з IBV і GAPDH;(4) Інфекцыя IAV/IBV («IAV+/IBV+») з дапамогай IAV, IBV і GAPDH.Пункцірная лінія ўяўляе парог.n = 6 біялагічна незалежных эксперыментаў былі праведзены, дадзеныя паказаны ў выглядзе ± стандартнае адхіленне.Неапрацаваныя даныя прадстаўлены ў выглядзе файлаў неапрацаваных даных.
На мал.5c паказвае вынікі тэсту мультыплексавання для IAV/IBV.Тут лізат віруса выкарыстоўваўся ў якасці раствора ўзору замест вычышчанай РНК, а чатыры праймеры для IAV, IBV, GAPDH (станоўчы кантроль) і буфер TE (адмоўны кантроль) былі дададзены ў чатыры розныя рэакцыйныя камеры платформы FAST-POCT.Станоўчы і адмоўны кантроль выкарыстоўваюцца тут для прадухілення магчымага заражэння і павышэння фону.Тэсты былі падзеленыя на чатыры групы: (1) GAPDH-адмоўныя ўзоры ("IAV-/IBV-");(2) IAV-інфікаваныя (“IAV+/IBV-”) у параўнанні з IAV і GAPDH;(3) IBV-.інфікаваныя (“IAV-”) -/IBV+”) IBV і GAPDH;(4) IAV/IBV (“IAV+/IBV+”) інфекцыя IAV, IBV і GAPDH.На мал.5c паказвае, што пры нанясенні адмоўных узораў інтэнсіўнасць флуарэсцэнцыі ΔRn камеры станоўчага кантролю была роўная 0,860, а ΔRn IAV і IBV была падобная на адмоўны кантроль (0,002).Для груп IAV+/IBV-, IAV-/IBV+ і IAV+/IBV+ камеры IAV/GAPDH, IBV/GAPDH і IAV/IBV/GAPDH паказалі значную інтэнсіўнасць флуарэсцэнцыі адпаведна, у той час як іншыя камеры нават паказалі інтэнсіўнасць флуарэсцэнцыі на фоне узровень 40 пасля цеплавога цыклу.З прыведзеных вышэй тэстаў платформа FAST-POCT прадэманстравала выдатную спецыфічнасць і дазволіла нам адначасова вызначыць пататып розных вірусаў грыпу.
Каб пацвердзіць клінічную дастасавальнасць FAST-POCT, мы пратэставалі 36 клінічных узораў (узораў мазкоў з носа) ад пацыентаў з ВБ (n=18) і не-ВБ кантрольных (n=18) (малюнак 6а).Інфармацыя пра пацыента прадстаўлена ў дадатковай табліцы 3. Статус IB-інфекцыі быў незалежна пацверджаны, і пратакол даследавання быў зацверджаны Першай даччынай бальніцай Універсітэта Чжэцзяна (Ханчжоу, Чжэцзян).Кожная выбарка пацыентаў была падзелена на дзве катэгорыі.Адзін быў апрацаваны з дапамогай FAST-POCT, а другі - з дапамогай настольнай сістэмы ПЦР (SLAN-96P, Кітай).У абодвух аналізах выкарыстоўваюцца аднолькавыя наборы для ачысткі і выяўлення.На мал.6b паказаны вынікі FAST-POCT і звычайнай ПЦР са зваротнай транскрыпцыяй (RT-PCR).Мы параўналі інтэнсіўнасць флуарэсцэнцыі (FAST-POCT) з -log2(Ct), дзе Ct - гэта парог цыклу для звычайнай RT-PCR.Было добрае супадзенне паміж двума метадамі.FAST-POCT і RT-PCR паказалі моцную станоўчую карэляцыю са значэннем адносіны Пірсана (r) 0,90 (малюнак 6b).Затым мы ацанілі дыягнастычную дакладнасць FAST-POCT.Размеркаванне інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі (FL) для станоўчых і адмоўных узораў было прадстаўлена ў якасці незалежнай аналітычнай меры (мал. 6c).Значэнні FL былі значна вышэй у пацыентаў з IB, чым у кантрольнай групе (****P = 3,31 × 10-19; двухбаковы t-крытэрый) (мал. 6d).Далей былі пабудаваны крывыя працоўных характарыстык (ROC) ствольнай скрынкі IBV.Мы выявілі, што дыягнастычная дакладнасць была вельмі добрай, з плошчай пад крывой 1 (мал. 6e).Звярніце ўвагу, што ў сувязі з абавязковым заказам масак у Кітаі ў сувязі з COVID-19 па стане на 2020 год мы не выяўлялі пацыентаў з ВЗК, таму ўсе станоўчыя клінічныя ўзоры (напрыклад, узоры мазкоў з носа) былі толькі для IBV.
Дызайн клінічнага даследавання.Усяго 36 узораў, у тым ліку 18 узораў пацыентаў і 18 негрыпозных кантрольных груп, былі прааналізаваны з дапамогай платформы FAST-POCT і звычайнай RT-PCR.b Ацаніце аналітычную адпаведнасць паміж FAST-POCT PCR і звычайнай RT-PCR.Вынікі станоўча карэлююць (Пірсан r = 0,90).c Узроўні інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі ў 18 пацыентаў з IB і 18 кантрольных груп.d У пацыентаў з IB (+) значэнні FL былі значна вышэй, чым у кантрольнай групе (-) (****P = 3,31 × 10-19; двухбаковы t-крытэрый; n = 36).Для кожнага квадратнага графіка чорны маркер у цэнтры ўяўляе медыяну, а ніжняя і верхняя лініі рамкі ўяўляюць 25-ы і 75-ы працэнтылі адпаведна.Вусы цягнуцца да мінімальнай і максімальнай кропак дадзеных, якія не лічацца выкідамі.e крывая ROC.Пункцірная лінія d паказвае парогавае значэнне, ацэненае з аналізу ROC.AUC для IBV складае 1. Неапрацаваныя даныя падаюцца ў выглядзе файлаў неапрацаваных даных.
У гэтым артыкуле мы прадстаўляем FAST, які валодае характарыстыкамі, неабходнымі для ідэальнага POCT.Перавагі нашай тэхналогіі ўключаюць: (1) Універсальнае дазаванне (каскаднае, адначасовае, паслядоўнае і селектыўнае), выпуск па патрабаванні (хуткае і прапарцыйнае скід прыкладзенага ціску) і надзейную працу (вібрацыя пры 150 градусах) (2) працяглае захоўванне (2 гады паскоранага тэставання, страта вагі каля 0,3%);(3) здольнасць працаваць з вадкасцямі з шырокім дыяпазонам змочвальнасці і глейкасці (вязкасць да 5500 сП);(4) Эканамічнасць (Прыблізны кошт матэрыялу прылады FAST-POCT PCR складае прыкладна 1 долар ЗША).Шляхам сумяшчэння шматфункцыянальных дазатараў была прадэманстравана і прыменена інтэграваная платформа FAST-POCT для ПЦР-дэтэкцыі вірусаў грыпу А і В.FAST-POCT займае ўсяго 82 хвіліны.Клінічныя выпрабаванні з 36 узорамі мазкоў з носа паказалі добрае адпаведнасць інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі са стандартнай RT-PCR (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).Клінічныя выпрабаванні з 36 узорамі мазкоў з носа паказалі добрае адпаведнасць інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі са стандартнай RT-PCR (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).Клінічныя тэсты з 36 узорамі мазкоў з носа паказалі добрае адпаведнасць інтэнсіўнасці флуоресценции стандартнай ОТ-ПЦР (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).Клінічныя выпрабаванні 36 узораў насавых мазкоў паказалі добрае супадзенне з інтэнсіўнасцю флуарэсцэнцыі стандартнай RT-PCR (каэфіцыенты Пірсана > 0,9).RT-PCR Клінічныя выпрабаванні 36 узораў мазкоў з носа паказалі добрае падзенне інтэнсіўнасці флуоресценции са стандартнай ОТ-ПЦР (каэфіцыент Пірсана > 0,9).Клінічнае даследаванне 36 узораў мазкоў з носа паказала добрае супадзенне інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі са стандартнай RT-PCR (каэфіцыент Пірсана > 0,9).Паралельна з гэтай працай розныя новыя біяхімічныя метады (напрыклад, цеплавы цыкл плазмы, імунааналізы без ампліфікацыі і аналізы функцыяналізацыі нанацелаў) паказалі свой патэнцыял у POCT.Аднак з-за адсутнасці цалкам інтэграванай і надзейнай платформы POCT гэтыя метады непазбежна патрабуюць асобных працэдур папярэдняй апрацоўкі (напрыклад, ізаляцыі РНК44, інкубацыі45 і прамывання46), што яшчэ больш дапаўняе бягучую працу з гэтымі метадамі для рэалізацыі перадавых функцый POCT з дапамогай неабходныя параметры.прадукцыйнасць вываду выбаркі ў адказ.Нягледзячы на тое, што ў гэтай працы паветраны помпа, які выкарыстоўваецца для актывацыі клапана FAST, досыць малы, каб яго можна было ўбудаваць у настольны прыбор (мал. S9, S10), ён усё роўна спажывае значную энергію і стварае шум.У прынцыпе, пнеўматычныя помпы меншага формаў-фактару можна замяніць іншымі сродкамі, такімі як выкарыстанне электрамагнітнай сілы або прывядзенне ў дзеянне пальцам.Далейшыя ўдасканаленні могуць уключаць, напрыклад, адаптацыю набораў для розных і спецыфічных біяхімічных аналізаў, выкарыстанне новых метадаў выяўлення, якія не патрабуюць сістэм ацяплення/астуджэння, што забяспечвае платформу POCT без інструментаў для прымянення ПЦР.Мы лічым, што, улічваючы, што платформа FAST забяспечвае спосаб маніпулявання вадкасцямі, мы лічым, што прапанаваная тэхналогія FAST уяўляе патэнцыял для стварэння агульнай платформы не толькі для біямедыцынскіх выпрабаванняў, але і для маніторынгу навакольнага асяроддзя, тэставання якасці харчовых прадуктаў, сінтэзу матэрыялаў і лекаў ..
Збор і выкарыстанне ўзораў мазкоў з носа чалавека было ўхвалена Камітэтам па этыцы першай афіляванай бальніцы Універсітэта Чжэцзян (IIT20220330B).Было сабрана 36 узораў мазкоў з носа, у якіх удзельнічалі 16 дарослых ва ўзросце <30 гадоў, 7 дарослых ва ўзросце> 40 гадоў, 19 мужчын і 17 жанчын.Было сабрана 36 узораў мазкоў з носа, у якіх удзельнічалі 16 дарослых ва ўзросце <30 гадоў, 7 дарослых ва ўзросце> 40 гадоў, 19 мужчын і 17 жанчын.Было сабрана 36 узораў мазкоў з носа, у якіх прынялі ўдзел 16 дарослых <30 гадоў, 7 дарослых старэйшыя за 40 гадоў, 19 мужчын і 17 жанчын.Трыццаць шэсць узораў мазкоў з носа было сабрана ў 16 дарослых ва ўзросце <30 гадоў, 7 дарослых ва ўзросце старэйшыя за 40 гадоў, 19 мужчын і 17 жанчын.Дэмаграфічныя дадзеныя прадстаўлены ў дадатковай табліцы 3. Інфармаваная згода была атрымана ад усіх удзельнікаў.Усе ўдзельнікі былі з падазрэннем на грып і добраахвотна прайшлі абследаванне без кампенсацыі.
Аснова і вечка FAST зроблены з полімалочной кіслаты (PLA) і надрукаваны на 3D-прынтары Ender 3 Pro (Shenzhen Transcend 3D Technology Co., Ltd.).Двухбаковая стужка была набыта ў Adhesives Research, Inc. Мадэль 90880. ПЭТ-плёнка таўшчынёй 100 мкм была набыта ў McMaster-Carr.І клей, і ПЭТ-плёнка былі разрэзаны з дапамогай разака Silhouette Cameo 2 ад Silhouette America, Inc. Эластычная плёнка зроблена з матэрыялу PDMS шляхам ліцця пад ціскам.Спачатку рамка з ПЭТ таўшчынёй 200 мкм была выразана з дапамогай лазернай сістэмы і прылеплена да ліста ПММА таўшчынёй 3 мм з дапамогай двухбаковай клейкай стужкі 100 мкм.Папярэднік PDMS (Sylgard 184; частка A: частка B = 10:1, Dow Corning) затым вылівалі ў форму і выкарыстоўвалі шкляны стрыжань для выдалення лішкаў PDMS.Пасля отвержденія пры 70°C на працягу 3 гадзін плёнку PDMS таўшчынёй 300 мкм можна было ачысціць ад формы.
Фатаграфіі для рознабаковага распаўсюджвання, публікацыі па патрабаванні і надзейнай працы зроблены з дапамогай высакахуткаснай камеры (Sony AX700 1000 кадраў у секунду).Арбітальны шейкер, які выкарыстоўваўся ў тэсце на надзейнасць, быў набыты ў SCILOGEX (SCI-O180).Ціск паветра ствараецца паветраным кампрэсарам, і некалькі лічбавых дакладных рэгулятараў ціску выкарыстоўваюцца для рэгулявання значэння ціску.Працэс тэставання паводзін патоку выглядае наступным чынам.Зададзеную колькасць вадкасці ўводзілі ў тэставую прыладу і выкарыстоўвалі высакахуткасную камеру для запісу паводзін патоку.Затым былі зроблены фотаздымкі з відэазапісаў паводзін патоку ў фіксаваны час, а астатняя плошча была разлічана з дапамогай праграмнага забеспячэння Image-Pro Plus, якое затым памнажалася на глыбіню камеры для разліку аб'ёму.Падрабязнасці сістэмы тэсціравання паводзін патоку можна знайсці на дадатковым малюнку S4.
Увядзіце 50 мкл мікрашарыкаў і 100 мкл дэіянізаванай вады ў прыладу для змешвання флакона.Фатаграфіі розных характарыстык рабіліся высакахуткаснай камерай кожныя 0,1 секунды пры ціску 0,1 бара, 0,15 бара і 0,2 бара.Інфармацыя аб пікселях падчас працэсу змешвання можа быць атрымана з гэтых малюнкаў з дапамогай праграмнага забеспячэння для апрацоўкі фатаграфій (Photoshop CS6).Эфектыўнасць змешвання можа быць дасягнута з дапамогай наступнага ўраўнення 53.
дзе M - эфектыўнасць змешвання, N - агульная колькасць пікселяў выбаркі, а ci і \(\bar{c}\) - гэта нармалізаваныя і чаканыя нармалізаваныя канцэнтрацыі.Эфектыўнасць змешвання вагаецца ад 0 (0%, не змешаны) да 1 (100%, цалкам змешаны).Вынікі паказаны на дадатковым малюнку S6.
Набор RT-PCR у рэжыме рэальнага часу для IAV і IBV, уключаючы ўзоры РНК IAV і IBV (катал. № RR-0051-02/RR-0052-02, Liferiver, Кітай), буфер Tris-EDTA (буфер TE № B541019) , Sangon Biotech, Кітай), набор для ачысткі РНК станоўчага кантролю (частка № Z-ME-0010, Liferiver, Кітай) і раствор GAPDH (частка № M591101, Sangon Biotech, Кітай) даступныя ў продажы.Набор для ачысткі РНК уключае буфер для звязвання, прамыванне A, прамыванне W, элюент, магнітныя мікрашарыкі і акрылавы носьбіт.IAV і IBV наборы RT-PCR у рэжыме рэальнага часу ўключаюць сумесь для выяўлення нуклеінавых кіслот IFVA і фермент RT-PCR.Дадайце 6 мкл AcrylCarrier і 20 мкл магнітных шарыкаў у 500 мкл раствора буфера для звязвання, добра ўзбоўтайце, а затым прыгатуйце раствор шарыкаў.Да змываў A і W дадаюць 21 мл этанолу, добра боўтаюць, каб атрымаць растворы змываў A і W адпаведна.Затым 18 мкл флуоресцентной сумесі ПЦР з нуклеінавай кіслатой IFVA і 1 мкл фермента RT-PCR дадаюць у 1 мкл раствора TE, боўтаюць і цэнтрыфугуюць на працягу некалькіх секунд, атрымліваючы 20 мкл праймераў IAV і IBV.
Выканайце наступную працэдуру ачысткі РНК: (1) Адсорбцыя РНК.Увядзіце 526 мкл раствора асадка ў цэнтрыфужную прабірку аб'ёмам 1,5 мл і дадайце 150 мкл пробы, затым уручную падтрасіце прабірку ўверх і ўніз 10 разоў.Перанясіце 676 мкл сумесі ў афінную калонку і цэнтрыфугуйце пры 1,88 x 104 g на працягу 60 секунд.Наступныя сцёкі затым выкідваюцца.(2) Першы этап мыцця.Дадайце 500 мкл прамыўнога раствора А ў аффинную калонку, цэнтрыфугуйце пры 1,88 х 104 г на працягу 40 с і выкіньце адпрацаваны раствор.Гэты працэс прамывання паўтаралі двойчы.(3) другі этап мыцця.Дадайце 500 мкл прамыўнога раствора W у аффинную калонку, цэнтрыфугуйце пры 1,88 × 104 g на працягу 15 с і выкіньце адпрацаваны раствор.Гэты працэс прамывання паўтаралі двойчы.(4) Элюцыя.Дадайце 200 мкл элюата ў аффинную калонку і центрифугируйте пры 1,88 х 104 г на працягу 2 хвілін.(5) RT-PCR: элюат ўводзілі ў 20 мкл раствора праймера ў прабірцы для ПЦР, затым прабірку змяшчалі ў тэставы апарат для ПЦР у рэальным часе (SLAN-96P) для правядзення працэсу RT-PCR.Увесь працэс выяўлення займае прыкладна 140 хвілін (20 хвілін для ачысткі РНК і 120 хвілін для ПЦР).
526 мкл раствора шарыкаў, 1000 мкл прамыўнага раствора A, 1000 мкл прамывнога раствора W, 200 мкл элюата і 20 мкл раствора праймера папярэдне дадавалі і захоўвалі ў камерах M, W1, W2, E і камерах для выяўлення ПЦР.Зборка платформы.Затым 150 мкл узору піпетавалі ў камеру M, а платформу FAST-POCT устаўлялі ў тэставы прыбор, паказаны на дадатковым малюнку S9.Прыкладна праз 82 хвіліны вынікі тэсту былі даступныя.
Калі не пазначана іншае, усе вынікі тэстаў прадстаўлены як сярэдняе ± SD пасля мінімум шасці паўтораў з выкарыстаннем толькі платформы FAST-POCT і біялагічна незалежных узораў.Ніякія дадзеныя не былі выключаны з аналізу.Эксперыменты не выпадковыя.Даследчыкі не былі сляпыя да групавых заданняў падчас эксперыменту.
Для атрымання дадатковай інфармацыі аб дызайне даследавання глядзіце анатацыю да справаздачы аб даследаваннях прыроды, спасылка на якую спасылаецца на гэты артыкул.
Дадзеныя, якія пацвярджаюць вынікі гэтага даследавання, даступныя ў Дадатковай інфармацыі.У гэтым артыкуле прадстаўлены зыходныя дадзеныя.
Чагла, З. і Мадхукар, П. Паскаральнікі COVID-19 у багатых краінах затрымаюць вакцыны для ўсіх.Чагла, З. і Мадхукар, П. Паскаральнікі COVID-19 у багатых краінах затрымаюць вакцыны для ўсіх.Чагла, З. і Мадхукар, П. Паскаральнікі COVID-19 у багатых краінах адкладуць вакцыны для ўсіх.Чагла, З. і Мадхукар, П. Рэвакцынацыя супраць COVID-19 у багатых краінах адкладзе вакцынацыю для ўсіх.Народная медыцына.27, 1659–1665 (2021).
Фаўст Л. і інш.Тэставанне на SARS-CoV-2 у краінах з нізкім і сярэднім узроўнем даходу: наяўнасць і даступнасць у прыватным сектары аховы здароўя.мікробная інфекцыя.22, 511–514 (2020).
Сусветная арганізацыя па ахове здароўя.Глабальная распаўсюджанасць і частата асобных вылечных інфекцый, якія перадаюцца палавым шляхам: агляд і ацэнкі.Жэнева: СААЗ, WHO/HIV_AIDS/2 https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/66818/WHO_HIV_AIDS_2001.02.pdf (2001).
Fenton, EM і інш.Некалькі 2D фармованых тэст-палосак з бакавым патокам.Прыкладанне ASS.alma mater.Інтэр Мілан.1, 124–129 (2009).
Шылінг К. М. і інш.Цалкам закрытая мікрафлюідная аналітычная прылада на папяровай аснове.задні праход.Хімічны.84, 1579–1585 (2012).
Лапентэр Н. і інш.Канкурэнтная папяровая імунахраматаграфія ў спалучэнні з мадыфікаванымі ферментамі электродамі дазваляе праводзіць бесправадны маніторынг і электрахімічнае вызначэнне коцініну ў мачы.Датчыкі 21, 1659 (2021).
Чжу, X. і інш.Колькасная ацэнка біямаркераў захворвання з дапамогай універсальнай латэральнай вадкаснай платформы, інтэграванай у нанозім, з дапамогай глюкометра.біялагічны датчык.Біяэлектроніка.126, 690–696 (2019).
Бу, С. і інш.Тэст-палоска на цяжарнасць для выяўлення патагенных бактэрый з выкарыстаннем гібрыдных нанакветак канканаваліну А-хорионического гонадатропіна чалавека і Cu3(PO4)2, магнітнага падзелу і счытвання са смартфона.Мікракампутар.Часопіс.185, 464 (2018).