www.chinacdoe.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.İstifadə etdiyiniz brauzer versiyasında məhdud CSS dəstəyi var.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bu arada, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan təqdim edəcəyik.
Yerində imkanları olan çip üzərində laboratoriya sistemləri sürətli və dəqiq diaqnostika potensialı təklif edir və biotibbi avadanlıq və təlim keçmiş mütəxəssislərin olmadığı yerlərdə resursların məhdud olduğu şəraitdə faydalıdır.Bununla belə, eyni vaxtda çoxfunksiyalı paylama, tələb üzrə buraxılış, etibarlı performans və reagentlərin uzunmüddətli saxlanması üçün bütün lazımi xüsusiyyətlərə malik olan qayğı nöqtəsi sınaq sisteminin yaradılması əsas problem olaraq qalır.Burada biz mayeləri istənilən istiqamətdə manipulyasiya edə bilən, tətbiq olunan hava təzyiqinə dəqiq və mütənasib reaksiya verən və qəfil hərəkətlərə və vibrasiyalara qarşı sabit qalmağa qadir olan qolu ilə işləyən mikro səyahət keçid texnologiyasını təsvir edirik.Texnologiyaya əsaslanaraq, biz reagentlərin daxil edilməsi, qarışdırılması və reaksiya funksiyalarının hamısını bir prosesdə birləşdirən polimeraza zəncirvari reaksiya sisteminin inkişafını təsvir edirik və bu, 18 xəstənin bütün klinik burun nümunələri üçün “nümunə-cavab-çıxış” performansını həyata keçirir. Qrip və 18 fərdi nəzarət, flüoresan intensivliyi ilə standart polimeraza zəncirvari reaksiya ilə yaxşı uyğunluq təşkil edir (Pirson əmsalları > 0,9).Texnologiyaya əsaslanaraq, biz reagentin daxil edilməsi, qarışdırılması və reaksiya funksiyalarının hamısını bir prosesdə birləşdirən və 18 xəstənin bütün klinik burun nümunələri üçün “cavabda nümunə” performansını təmin edən polimeraza zəncirvari reaksiya sisteminin inkişafını təsvir edirik. Qrip və 18 fərdi nəzarət ilə, flüoresan intensivliyinin standart polimeraza zəncirvari reaksiya ilə yaxşı uyğunluğu (Pirson əmsalları > 0,9).Osnovыvayas na etoy texnologii, my takje optisyvaem razrabotku systemy polimeraznoy cepnoy reaksii, kotorayaet funksiyaları və reagentlər, smeshivaniya və reaksii onnom prosesində, chto обеспечивает выполнение выполняющийся в это цепной реакции. 18 Пациентов с Грипп və 18 otdelnıx nəzarət, intensivnosti fluorescentii ilə standart polimeraznoy reaksiyalar (koeffisienti Pirsona> 0,9).Bu texnologiyaya əsaslanaraq, biz eyni zamanda 18 qrip xəstəsinin bütün klinik burun nümunələri üçün nümunənin cavabda çıxarılmasına imkan verən inyeksiya, qarışdırma və reaksiya funksiyalarını bir prosesdə birləşdirən polimeraza zəncirvari reaksiya sisteminin inkişafını təsvir edirik.və standart polimeraza zəncirvari reaksiya flüoresans intensivliyi ilə yaxşı uyğunlaşan 18 fərdi nəzarət (Pirson əmsalları > 0,9).Bu texnologiyaya əsaslanaraq, biz həmçinin 18 nümunədaxili burun xəstəsi nümunəsindən bütün klinik burun nümunələrini təhlil etmək üçün reagent inyeksiya, qarışdırma və reaksiya funksiyalarını birləşdirən polimeraza zəncirvari reaksiya sisteminin inkişafını təsvir edirik. Qrip və 18 fərdi nəzarət, flüoresan intensivliyi uyğun gəlir. standart polimeraza zəncirvari reaksiya ilə yaxşı (Pirson əmsalı > 0,9).Təklif olunan platforma biotibbi analizin etibarlı avtomatlaşdırılmasına zəmanət verir və beləliklə, bir sıra qayğı nöqtəsi sınaq cihazlarının kommersiyalaşdırılmasını sürətləndirə bilər.
Milyonlarla insanın həyatına son qoyan 2020-ci il COVID-19 pandemiyası kimi yeni yaranan insan xəstəlikləri qlobal sağlamlıq və insan sivilizasiyası üçün ciddi təhlükə yaradır1.Virusun yayılmasına nəzarət etmək və müalicə nəticələrini yaxşılaşdırmaq üçün xəstəliklərin erkən, sürətli və dəqiq aşkarlanması çox vacibdir.Test nümunələrinin xəstəxanalara və ya diaqnostika klinikalarına göndərildiyi və peşəkarlar tərəfindən idarə edildiyi mərkəzləşdirilmiş laboratoriyalara əsaslanan əsas diaqnostika ekosistemi hazırda dünyada təxminən 5,8 milyard insanın, xüsusən də resursların məhdud şəraitdə yaşayanların girişini məhdudlaşdırır.bahalı biotibbi avadanlıqların və ixtisaslı mütəxəssislərin çatışmadığı yerlərdə.klinisyenler 2. Beləliklə, məlumatlı diaqnostik qərarlar qəbul etmək üçün klinisyenleri vaxtında diaqnostik məlumatla təmin edə bilən, ucuz və istifadəçi üçün rahat, qayğı nöqtəsi testi (POCT) qabiliyyətinə malik lab-on-a-chip sisteminin hazırlanmasına təcili ehtiyac var. .və müalicə 3.
Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatının (ÜST) təlimatları bildirir ki, ideal POCT əlverişli, istifadəçi dostu (minimum təlimlə istifadə etmək asan), dəqiq (yalan mənfi və ya yalan pozitivlərdən qaçın), sürətli və etibarlı (yaxşı təkrarlanma xüsusiyyətlərini təmin etməlidir) və çatdırıla bilən (uzunmüddətli saxlama qabiliyyətinə malikdir və son istifadəçilər üçün hazırdır)4.Bu tələblərə cavab vermək üçün POCT sistemləri aşağıdakı xüsusiyyətləri təmin etməlidir: əl ilə müdaxiləni azaltmaq üçün çox yönlü dozaj, dəqiq test nəticələri üçün reagent daşınması üçün tələb üzrə buraxılış və ətraf mühitin vibrasiyasına tab gətirmək üçün etibarlı performans.Hal-hazırda, ən çox istifadə edilən POCT cihazı kapilyar qüvvə ilə əvvəlcədən immobilizasiya edilmiş reagentlərlə reaksiya verən çox az miqdarda nümunəni irəli itələyən məsaməli nitroselüloz membranların bir neçə qatından ibarət yanal axın zolağıdır5,6.Onların aşağı qiymət, istifadə asanlığı və sürətli nəticələr üstünlüyü olsa da, axın zolağına əsaslanan POCT cihazları çoxmərhələli analizlər tələb etmədən yalnız bioloji testlər (məsələn, qlükoza testləri7,8 və hamiləlik testləri9,10) üçün istifadə edilə bilər.reaksiyalar (məsələn, çoxsaylı reagentlərin yüklənməsi, qarışdırma, multipleksləşdirmə).Bundan əlavə, mayenin hərəkətinə nəzarət edən hərəkətverici qüvvələr (yəni, kapilyar qüvvələr) xüsusilə partiyalar arasında yaxşı uyğunluq təmin etmir, nəticədə zəif təkrar istehsal11 və yanal axın zolaqlarını ilk növbədə yaxşı aşkarlama üçün faydalı edir12,13.
Mikro və nanomiqyasda genişlənmiş istehsal imkanları kəmiyyət ölçmələri üçün mikrofluidik POCT cihazlarının inkişafı üçün imkanlar yaratdı14,15,16,17.İnterfeys 18, 19-un xüsusiyyətlərini və 20, 21, 22 kanallarının həndəsəsini tənzimləyərək, bu cihazların kapilyar qüvvəsini və axın sürətini idarə etmək olar.Bununla belə, onların etibarlılığı, xüsusən də yüksək dərəcədə islanmış mayelər üçün istehsalatdakı qeyri-dəqiqliklər, material qüsurları və ətraf mühitin titrəyişlərinə həssaslığı səbəbindən qəbuledilməz olaraq qalır.Bundan əlavə, maye-qaz interfeysində kapilyar axın yaradıldığından, xüsusilə mikrofluidik kanalı maye ilə doldurduqdan sonra əlavə axın daxil edilə bilməz.Buna görə də, daha mürəkkəb aşkarlama üçün nümunə inyeksiyasının bir neçə addımı yerinə yetirilməlidir24,25.
Mikrofluidik cihazlar arasında mərkəzdənqaçma mikrofluidik cihazlar hazırda POCT26,27 üçün ən yaxşı həllərdən biridir.Onun hərəkət mexanizmi üstündür ki, hərəkətverici qüvvə fırlanma sürətini tənzimləməklə idarə oluna bilər.Bununla belə, çatışmazlıq ondan ibarətdir ki, mərkəzdənqaçma qüvvəsi həmişə cihazın xarici kənarına doğru yönəldilir və daha mürəkkəb təhlillər üçün tələb olunan çox mərhələli reaksiyaların həyata keçirilməsini çətinləşdirir.Çoxfunksiyalı dozaj üçün mərkəzdənqaçma qüvvəsinə əlavə olaraq əlavə hərəkətverici qüvvələr (məsələn, kapilyar 28, 29 və bir çox başqaları 30, 31, 32, 33, 34, 35) tətbiq olunsa da, gözlənilməz maye ötürülməsi hələ də baş verə bilər, çünki bu əlavə qüvvələr ümumiyyətlə sifarişdir. mərkəzdənqaçma qüvvəsindən daha aşağı miqyasdadır, bu da onları yalnız kiçik əməliyyat diapazonlarında təsirli edir və ya maye buraxılması ilə tələb olunmur.Mərkəzdənqaçma kinetik üsullar 36, 37, 38, termopnevmatik üsullar 39 və aktiv pnevmatik üsullar 40 kimi mərkəzdənqaçma mikroflüidlərə pnevmatik manipulyasiyaların daxil edilməsi cəlbedici alternativ olduğunu sübut etdi.Kontrfuqodinamik yanaşma ilə əlavə boşluq və birləşdirici mikrokanallar həm xarici, həm də daxili fəaliyyət üçün cihaza inteqrasiya olunur, baxmayaraq ki, onun nasosun səmərəliliyi (75% -dən 90% -ə qədər) nasos dövrlərinin sayından və özlülükdən çox asılıdır. mayenin.Termopnevmatik üsulda, lateks membran və maye ötürmə kamerası, sıxılmış hava həcmi qızdırıldıqda və ya soyuduqda girişi bağlamaq və ya yenidən açmaq üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır.Bununla belə, isitmə/soyutma qurğusu yavaş cavab problemləri yaradır və onun termohəssas analizlərdə istifadəsini məhdudlaşdırır (məsələn, polimeraza zəncirvari reaksiya (PZR) gücləndirilməsi).Aktiv pnevmatik yanaşma ilə, yüksək sürətli mühərriklər tərəfindən müsbət təzyiqin və dəqiq uyğunlaşdırılmış fırlanma sürətlərinin eyni vaxtda tətbiqi ilə tələb üzrə buraxılış və içəriyə doğru hərəkət təmin edilir.Yalnız pnevmatik ötürücülərdən (müsbət təzyiq 41, 42 və ya mənfi təzyiq 43) və adətən qapalı klapan dizaynlarından istifadə edən digər uğurlu yanaşmalar da mövcuddur.Pnevmatik kamerada ardıcıl olaraq təzyiq tətbiq etməklə, maye peristaltik olaraq irəliyə doğru vurulur və normal qapalı klapan peristaltika səbəbindən mayenin geri axmasının qarşısını alır və beləliklə, mürəkkəb maye əməliyyatlarını həyata keçirir.Bununla belə, hazırda bir POCT cihazında mürəkkəb maye əməliyyatlarını yerinə yetirə bilən məhdud sayda mikro-maye texnologiyaları mövcuddur, o cümlədən çoxfunksiyalı paylama, tələb üzrə buraxılış, etibarlı performans, uzunmüddətli saxlama, yüksək özlülüklü mayelərin idarə edilməsi, və sərfəli istehsal.Hamısı eyni vaxtda.Çox mərhələli funksional əməliyyatın olmaması Cepheid, Binx, Visby, Cobas Liat və Rhonda kimi yalnız bir neçə kommersiya POCT məhsulunun bu günə qədər açıq bazarda uğurla təqdim edilməsinin səbəblərindən biri ola bilər.
Bu yazıda biz yaşıl halqa mikro keçid texnologiyasına (FAST) əsaslanan pnevmatik mikrofluidik ötürücü təklif edirik.FAST mikrolitrdən millilitrədək geniş spektrli reagentlər üçün bütün zəruri xüsusiyyətləri eyni zamanda birləşdirir.FAST elastik membranlardan, rıçaqlardan və bloklardan ibarətdir.Hava təzyiqi tətbiq edilmədən, membranlar, rıçaqlar və bloklar sıx bağlana bilər və içərisindəki maye uzun müddət saxlanıla bilər.Müvafiq təzyiq tətbiq edildikdə və qolun uzunluğuna uyğunlaşdırıldıqda, diafraqma genişlənir və qolu açıq vəziyyətə itələyir, mayenin keçməsinə imkan verir.Bu, mayelərin kaskad, eyni vaxtda, ardıcıl və ya selektiv şəkildə çoxfunksiyalı ölçülməsinə imkan verir.
A və B qrip viruslarının (IAV və IBV) aşkarlanması üçün nümunəvi cavab nəticələri yaratmaq üçün FAST istifadə edərək PCR sistemi hazırlamışıq.Biz 102 nüsxə/ml aşağı aşkarlama limitinə (LOD) nail olduq, multipleks analizimiz İAV və İBV üçün spesifiklik göstərdi və qrip virusunun patotiplənməsinə icazə verdi.18 xəstə və 18 sağlam fərddən alınan burun tamponu nümunəsindən istifadə edilən klinik sınaq nəticələri flüoresan intensivliyində standart RT-PZR (Pirson əmsalları > 0,9) ilə yaxşı uyğunluq göstərir.18 xəstə və 18 sağlam fərddən alınan burun tamponu nümunəsindən istifadə edilən klinik sınaq nəticələri flüoresan intensivliyində standart RT-PZR (Pirson əmsalları > 0,9) ilə yaxşı uyğunluq göstərir.Rezultatı klinicheskix ispytanis ispolzovaniem obrazca mazka iz nosa ot 18 az pasientov və 18 azndorovыx lits pokazыvaet stensivnosti fluoressensii standartnoy OT-PCR (korefficienty Pirsona > 0,9).18 xəstə və 18 sağlam şəxsdən alınan burun tamponu nümunəsindən istifadə edilən klinik sınaqların nəticələri standart RT-PZR-in flüoresan intensivliyi arasında yaxşı uyğunluq olduğunu göstərir (Pirson əmsalları > 0,9).0.9）。……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Rezultatı klinicheskix ispytanis ispolzovaniem obraztsov nazalnıx mazkov ot 18 pasientov və 18 zdorovyx lts pokazali aşağı yüksək intensivlikli fluoressensiya və standart OT-PCR (koefficient, Piona >).18 xəstə və 18 sağlam fərddən alınan burun tampon nümunələrindən istifadə edilən klinik sınaqların nəticələri flüoresans intensivliyi ilə standart RT-PZR (Pirson əmsalı > 0,9) arasında yaxşı uyğunluq göstərdi.FAST-POCT cihazının təxmin edilən material dəyəri təqribən 1 ABŞ dollarıdır (Əlavə Cədvəl 1) və geniş miqyaslı istehsal üsullarından (məsələn, enjeksiyon qəlibi) istifadə etməklə daha da azaldıla bilər.Əslində, FAST-əsaslı POCT cihazları ÜST-nin tələb etdiyi bütün zəruri xüsusiyyətlərə malikdir və POCT sistemlərinin əsasını təşkil edən plazma istilik dövrü44, gücləndirilməyən immunoanalizlər45 və nanokorun funksionallaşdırma testləri46 kimi yeni biokimyəvi sınaq üsulları ilə uyğun gəlir.imkanı.
Əncirdə.Şəkil 1a dörd maye kameradan ibarət olan FAST-POCT platformasının strukturunu göstərir: ilkin saxlama kamerası, qarışdırma kamerası, reaksiya kamerası və tullantı kamerası.Maye axınına nəzarətin açarı əvvəlcədən saxlama kamerasında və qarışdırma kamerasında yerləşən FAST dizaynıdır (elastik membranlardan, rıçaqlardan və bloklardan ibarətdir).Pnevmatik olaraq işə salınan bir üsul olaraq, FAST dizaynı qapalı/açıq keçid, çox yönlü dozaj, tələb olunan mayenin buraxılması, etibarlı əməliyyat (məsələn, ətraf mühitin vibrasiyasına həssaslıq) və uzunmüddətli saxlama daxil olmaqla, maye axınının dəqiq nəzarətini təmin edir.FAST-POCT platforması dörd təbəqədən ibarətdir: Şəkil 1b-də böyüdülmüş şəkildə göstərildiyi kimi arxa təbəqə, elastik film təbəqəsi, plastik film təbəqəsi və örtük təbəqəsi (həmçinin Əlavə Şəkillər S1 və S2-də ətraflı göstərilmişdir) ).Bütün kanallar və mayenin nəqli kameraları (məsələn, ilkin saxlama və reaksiya kameraları) qalınlığı 0,2 mm (ən incə hissə) ilə 5 mm arasında dəyişən PLA (polilaktik turşu) substratlarına yerləşdirilir.Elastik film materialı 300 µm qalınlığında PDMS-dir və "nazik qalınlığı" və aşağı elastiklik modulu (təxminən 2,25 MPa47) səbəbindən hava təzyiqi tətbiq edildikdə asanlıqla genişlənir.Polietilen plyonka təbəqəsi elastik filmi hava təzyiqi nəticəsində həddindən artıq deformasiyadan qorumaq üçün 100 µm qalınlığında polietilen tereftalatdan (PET) hazırlanır.Kameralara uyğun olaraq, substrat təbəqəsi mayenin axınına nəzarət etmək üçün menteşələrlə örtük təbəqəsinə (PLA-dan hazırlanmış) qoşulmuş qollara malikdir.Elastik film iki tərəfli yapışan lentdən (ARseal 90880) istifadə edərək arxa təbəqəyə yapışdırılmış və plastik bir filmlə örtülmüşdür.Üç qat örtük qatında T-klip dizaynından istifadə edərək bir substratda yığılmışdır.T-qısqacda iki ayaq arasında boşluq var.Klips yivə daxil edildikdə, iki ayaq bir qədər əyilmiş, sonra orijinal vəziyyətinə qayıtmış və yivdən keçərkən qapağı və dayağı möhkəm bağlamışdır (Əlavə Şəkil S1).Sonra dörd təbəqə birləşdiricilərdən istifadə edərək yığılır.
FAST-ın müxtəlif funksional bölmələrini və xüsusiyyətlərini təsvir edən platformanın sxematik diaqramı.b FAST-POCT platformasının böyüdülmüş diaqramı.c ABŞ rüblük dollar sikkəsinin yanında platformanın şəkli.
FAST-POCT platformasının iş mexanizmi Şəkil 2-də göstərilmişdir. Əsas komponentlər əsas təbəqədəki bloklar və örtük təbəqəsindəki menteşələrdir ki, bu da dörd qat T-formasından istifadə edərək yığıldıqda müdaxilə dizaynı ilə nəticələnir. .Hava təzyiqi tətbiq edilmədikdə (şək. 2a), müdaxilə uyğunluğu menteşənin əyilməsinə və deformasiyasına səbəb olur və elastik filmi bloka basmaq üçün qolu vasitəsilə sızdırmazlıq qüvvəsi tətbiq edilir və möhür boşluğundakı maye müəyyən edilir. möhürlənmiş dövlət kimi.Qeyd etmək lazımdır ki, bu vəziyyətdə qolu Şəkil 2a-da yan görünüşdə göstərildiyi kimi xaricə əyilmişdir.Hava verildikdə (şək. 2b) elastik membran qapağa doğru xaricə genişlənir və qolu yuxarı itələyir, beləliklə, mayenin növbəti kameraya axması üçün qol və blok arasında boşluq açılır ki, bu da açıq vəziyyət kimi müəyyən edilir. .Hava təzyiqinin buraxılmasından sonra qolu orijinal vəziyyətinə qaytara və menteşənin elastikliyinə görə sıx qala bilər.Qolun hərəkətlərinin videoları S1 əlavə filmində təqdim olunur.
A. Sxematik diaqram və qapalı halda fotoşəkillər.Təzyiq olmadıqda, qolu membranı bloka basdırır və maye möhürlənir.b Yaxşı vəziyyətdədir.Təzyiq tətbiq edildikdə, membran genişlənir və qolu yuxarı itələyir, beləliklə kanal açılır və maye axmağa başlaya bilər.c Kritik təzyiqin xarakterik ölçüsünü müəyyən edin.Xarakterik ölçülərə qolun uzunluğu (L), sürgü ilə menteşə arasındakı məsafə (l) və qolun çıxıntısının qalınlığı (t) daxildir.Fs B tənzimləmə nöqtəsində sıxılma qüvvəsidir. q qolda bərabər paylanmış yükdür.Tx* menteşəli qolun yaratdığı fırlanma momentini əks etdirir.Kritik təzyiq qolu qaldırmaq və mayenin axması üçün tələb olunan təzyiqdir.d Kritik təzyiq və element ölçüsü arasında əlaqənin nəzəri və təcrübi nəticələri.n = 6 müstəqil təcrübə aparıldı və məlumatlar ± standart sapma kimi göstərildi.Xam verilənlər xam məlumat faylları kimi təqdim olunur.
Boşluğun açıldığı kritik təzyiqin Pc-nin həndəsi parametrlərdən asılılığını təhlil etmək üçün şüa nəzəriyyəsinə əsaslanan analitik model işlənib hazırlanmışdır (məsələn, L – qolun uzunluğu, l – blok və blok arasındakı məsafədir. menteşe, S rıçaqdır Maye ilə təmas sahəsi t qolu çıxıntısının qalınlığıdır , Şəkil 2c).Əlavə Qeydlər və Əlavə Şəkil S3-də təfərrüatlı şəkildə göstərildiyi kimi, boşluq o zaman açılır ki, \({P}_{c}\ge \frac{2{F}_{s}l}{SL}\), burada Fs fırlanma momentidir. \ ({T}_{x}^{\ast}(={F}_{s}l)\) müdaxilə uyğunluğu ilə əlaqəli qüvvələri aradan qaldırmaq və menteşənin əyilməsinə səbəb olmaq üçün.Eksperimental cavab və analitik model yaxşı uyğunluq göstərir (Şəkil 2d), onu göstərir ki, kritik təzyiq Pc t/l artan və L azaldıqca artır, bu klassik şüa modeli ilə asanlıqla izah olunur, yəni fırlanma momenti t /Lift ilə artır. .Beləliklə, nəzəri təhlilimiz aydın şəkildə göstərir ki, FAST-POCT platformasının dizaynı üçün mühüm əsas verən qolu L uzunluğunu və t/l nisbətini tənzimləməklə kritik təzyiqə effektiv şəkildə nəzarət etmək olar.
FAST-POCT platforması mayelərin istənilən istiqamətdə və istənilən qaydada (kaskad, eyni vaxtda, ardıcıl) və ya selektiv çoxkanallı axa bildiyi uğurlu POCT-nin ən mühüm xüsusiyyəti olan çoxfunksiyalı paylamanı (əlavə və təcrübə ilə birlikdə Şəkil 3a-da göstərilmişdir) təmin edir. paylama.- dozaj funksiyası.Əncirdə.Şəkil 3a(i) müxtəlif reaktivləri ayırmaq üçün bloklardan və açıq və qapalı vəziyyətləri idarə etmək üçün qolu istifadə edərək iki və ya daha çox kameranın kaskadlaşdırıldığı kaskad dozaj rejimini göstərir.Təzyiq tətbiq edildikdə, maye kaskad şəkildə yuxarıdan aşağı kameraya axır.Qeyd etmək lazımdır ki, kaskad kameraları yaş kimyəvi maddələrlə və ya liyofilləşdirilmiş tozlar kimi quru kimyəvi maddələrlə doldurula bilər.3a(i)-dəki təcrübədə yuxarı kameradan qırmızı mürəkkəb mavi boya tozu (mis sulfat) ilə birlikdə ikinci kameraya axır və aşağı kameraya çatdıqda tünd göy rəngə çevrilir.O, həmçinin pompalanan maye üçün nəzarət təzyiqini göstərir.Eynilə, bir qolu iki kameraya birləşdirdikdə, şəkildə göstərildiyi kimi eyni vaxtda enjeksiyon rejiminə çevrilir.3a(ii), burada təzyiq tətbiq edildikdə maye iki və ya daha çox kameraya bərabər paylana bilər.Kritik təzyiq qolun uzunluğundan asılı olduğundan, qolun uzunluğu şəkildə göstərildiyi kimi ardıcıl enjeksiyon modelinə nail olmaq üçün tənzimlənə bilər.3a(iii).Uzun qolu (kritik təzyiq Pc_long ilə) B kamerasına və qısa qolu (kritik təzyiqli Pc_qısa > Pc_long) A kamerasına birləşdirildi. P1 təzyiqi (Pc_long < P1 < Pc_qısa) tətbiq olunduqda, yalnız qırmızı rəngdə olan maye B kamerasına axa bilər və təzyiq P2 səviyyəsinə qaldırıldıqda (> Pc_qısa), mavi maye A kamerasına axa bilər. Bu ardıcıl inyeksiya rejimi müvafiq kameralara ardıcıl olaraq köçürülən müxtəlif mayelərə aiddir və bu, uğurlu POCT üçün vacibdir. qurğu.Uzun qolu (kritik təzyiq Pc_long ilə) B kamerasına və qısa qolu (kritik təzyiqli Pc_qısa > Pc_long) A kamerasına birləşdirildi. P1 təzyiqi (Pc_long < P1 < Pc_qısa) tətbiq olunduqda, yalnız qırmızı rəngdə olan maye B kamerasına axa bilər və təzyiq P2 səviyyəsinə qaldırıldıqda (> Pc_qısa), mavi maye A kamerasına axa bilər. Bu ardıcıl inyeksiya rejimi müvafiq kameralara ardıcıl olaraq köçürülən müxtəlif mayelərə aiddir və bu, uğurlu POCT üçün vacibdir. qurğu.Длинный рычаг (с критическим давлением давлением давлением Соединен с камерой A. При приложении давления p1 (pc_long
a Çoxfunksiyalı təyinatın təsviri, yəni (i) kaskad, (ii) sinxron, (iii) ardıcıl və (iv) seçmə təyinat.Əyrilər bu dörd paylama rejiminin iş axını və parametrlərini təmsil edir.b Deionlaşdırılmış su və etanolda uzunmüddətli saxlama sınaqlarının nəticələri.n = 5 müstəqil təcrübə aparıldı və məlumatlar ± sd c kimi göstərilir.FAST cihazı və kapilyar klapan (CV) cihazı (i) statik və (ii) vibrasiyalı vəziyyətdə olduqda sabitlik testi nümayişləri.(iii) Müxtəlif bucaq tezliklərində FAST və CV cihazları üçün həcm və vaxt.d (i) FAST cihazı və (ii) CV cihazı üçün tələb üzrə test nəticələrinin dərci.(iii) Fasiləli təzyiq rejimindən istifadə edən FAST və CV cihazları üçün həcm və vaxt arasında əlaqə.Bütün miqyaslı çubuqlar, 1 sm.Xam verilənlər xam məlumat faylları kimi təqdim olunur.
Reagentlərin uzunmüddətli saxlanması uğurlu POCT cihazının digər mühüm xüsusiyyətidir ki, bu da təlimsiz işçilərə çoxsaylı reagentlərlə işləməyə imkan verir.Bir çox texnologiyalar uzunmüddətli saxlama potensialını göstərsə də (məsələn, 35 mikrodispenser, 48 blister paket və 49 çubuq paketi), paketi yerləşdirmək üçün xüsusi qəbuledici bölmə tələb olunur ki, bu da xərcləri və mürəkkəbliyi artırır;bundan əlavə, bu saxlama mexanizmləri tələb üzrə paylamaya imkan vermir və qablaşdırmada qalıqlara görə reagentlərin israfına səbəb olur.Uzunmüddətli saxlama qabiliyyəti, yüngül pürüzlülüyünə və qaz keçirməyə qarşı müqavimətinə görə CNC-də işlənmiş PMMA materialından istifadə edərək sürətlənmiş ömür testi ilə təsdiq edilmişdir (Əlavə Şəkil S5).Test aparatı 9 gün ərzində 65°C temperaturda deionlaşdırılmış su (deionlaşdırılmış su) və 70% etanol (uçucu reagentləri imitasiya edən) ilə doldurulmuşdur.Həm deionlaşdırılmış su, həm də etanol yuxarıdan girişi maneə törətmək üçün alüminium folqa istifadə edərək saxlanıldı.Real vaxt ekvivalentini hesablamaq üçün ədəbiyyat50,51-də bildirilmiş Arrhenius tənliyi və nüfuzetmə aktivləşdirmə enerjisindən istifadə edilmişdir.Əncirdə.Şəkil 3b, 9 gün ərzində 65°C-də saxlanılan 5 nümunə üçün 23°C-də 2 il ərzində deionlaşdırılmış su üçün 0,30%-ə və 70%-li etanol üçün 0,72%-ə bərabər olan orta çəki itirmə nəticələrini göstərir.
Əncirdə.3c vibrasiya testini göstərir.Mövcud POCT28,29 cihazları arasında kapilyar klapan (CV) ən populyar maye idarə etmə üsulu olduğundan, müqayisə üçün eni 300 µm və dərinliyi 200 µm olan CV cihazı istifadə edilmişdir.Görünür ki, hər iki cihaz stasionar qaldıqda, FAST-POCT platformasının möhürlərindəki maye və CV cihazındakı maye kanalın ani genişlənməsi səbəbindən kilidlənir və bu da kapilyar qüvvələri azaldır.Bununla belə, orbital vibratorun bucaq tezliyi artdıqca, FAST-POCT platformasındakı maye möhürlənmiş qalır, lakin CV cihazındakı maye aşağı kameraya axır (həmçinin Əlavə Film S3-ə baxın).Bu, FAST-POCT platformasının deformasiya olunan menteşələrinin kameradakı mayeni sıx bağlamaq üçün modula güclü mexaniki qüvvə tətbiq edə biləcəyini göstərir.Bununla belə, CV cihazlarında bərk, hava və maye fazalar arasındakı tarazlıq səbəbindən maye saxlanılır, qeyri-sabitlik yaradır və vibrasiyalar tarazlığı poza və gözlənilməz axın davranışına səbəb ola bilər.FAST-POCT platformasının üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, etibarlı funksionallığı təmin edir və adətən çatdırılma və istismar zamanı baş verən vibrasiyaların mövcudluğunda nasazlıqların qarşısını alır.
FAST-POCT platformasının digər mühüm xüsusiyyəti onun kəmiyyət təhlili üçün əsas tələb olan tələb üzrə buraxılmasıdır.Əncirdə.3d FAST-POCT platformasının və CV cihazının tələb üzrə buraxılışını müqayisə edir.Əncirdən.3d(iii) biz FAST cihazının təzyiq siqnalına tez cavab verdiyini görürük.FAST-POCT platformasına təzyiq tətbiq edildikdə, maye axdı, təzyiq azad edildikdə, axın dərhal dayandı (şəkil 3d(i)).Bu hərəkət, menteşənin tez elastik geri qaytarılması ilə izah edilə bilər, bu da qolu bloka arxaya basaraq kameranı bağlayır.Bununla belə, maye CV cihazında axmağa davam etdi və nəticədə təzyiq buraxıldıqdan sonra gözlənilməz maye həcmi təxminən 100 µl oldu (Şəkil 3d(ii) və Əlavə Film S4).Bu, ilk inyeksiyadan sonra CV-nin tam islanmasından sonra kapilyar bağlama effektinin itməsi ilə izah edilə bilər.
Eyni cihazda müxtəlif ıslanma qabiliyyətinə və özlülüyünə malik mayeləri idarə etmək bacarığı POCT tətbiqləri üçün problem olaraq qalır.Zəif ıslanma qabiliyyəti kanallarda sızmalara və ya digər gözlənilməz axın davranışına səbəb ola bilər və yüksək özlülüklü mayelərin hazırlanması üçün tez-tez burulğan mikserləri, sentrifuqalar və filtrlər kimi köməkçi avadanlıq tələb olunur 52 .Biz kritik təzyiq və maye xassələri (geniş ıslanma və özlülük diapazonu ilə) arasındakı əlaqəni sınaqdan keçirdik.Nəticələr Cədvəl 1 və Video S5-də göstərilmişdir.Görünür ki, kamerada müxtəlif islanabilirlik və özlülükdə olan mayelər möhürlənə bilir və təzyiq tətbiq edildikdə, hətta özlülüyü 5500 cP-ə qədər olan mayelər də bitişik kameraya ötürülə bilər ki, bu da yüksək təzyiqli nümunələri aşkar etməyə imkan verir. viskozite (yəni bəlğəm, tənəffüs xəstəliklərinin diaqnostikası üçün istifadə edilən çox viskoz bir nümunə).
Yuxarıdakı çoxfunksiyalı dozaj cihazlarını birləşdirərək, FAST əsaslı POCT cihazlarının geniş çeşidini hazırlamaq olar.Nümunə Şəkil 1-də göstərilmişdir. Zavodda əvvəlcədən saxlama kamerası, qarışdırma kamerası, reaksiya kamerası və tullantı kamerası var.Reagentlər əvvəlcədən saxlama kamerasında uzun müddət saxlanıla və sonra qarışdırma kamerasına axıdıla bilər.Düzgün təzyiqlə, qarışıq reaktivlər seçici olaraq tullantı kamerasına və ya reaksiya kamerasına köçürülə bilər.
PCR aşkarlanması H1N1 və COVID-19 kimi patogenləri aşkar etmək üçün qızıl standart olduğundan və çoxsaylı reaksiya addımlarını əhatə etdiyinə görə biz proqram olaraq PCR aşkarlanması üçün FAST-POCT platformasından istifadə etdik.Əncirdə.Şəkil 4 FAST-POCT platformasından istifadə edərək PCR test prosesini göstərir.Əvvəlcə süzülmə reagenti, maqnit mikro muncuq reagenti, yuyucu məhlul A və yuyulma məhlulu W müvafiq olaraq E, M, W1 və W2 öncəsi saxlama kameralarına pipetlənmişdir.RNT adsorbsiyasının mərhələləri Şəkildə göstərilmişdir.4a və aşağıdakılardır: (1) təzyiq P1 (=0,26 bar) tətbiq edildikdə, nümunə M kamerasına keçir və qarışdırma kamerasına axıdılır.(2) Hava təzyiqi P2 (= 0,12 bar) qarışdırma kamerasının dibinə birləşdirilmiş A portu vasitəsilə verilir.Bir sıra qarışdırma üsulları mayelərin POCT platformalarında qarışdırılmasında öz potensialını göstərsə də (məsələn, serpantin qarışdırma 53, təsadüfi qarışdırma 54 və partiyalı qarışdırma 55), onların qarışdırma səmərəliliyi və effektivliyi hələ də qənaətbəxş deyil.Mayedə qabarcıqlar yaratmaq üçün havanın qarışdırma kamerasının dibinə daxil edildiyi qabarcıq qarışdırma metodunu qəbul edir, bundan sonra güclü burulğan saniyələr ərzində tam qarışdırmağa nail ola bilir.Bubble qarışdırma təcrübələri aparıldı və nəticələr Əlavə Şəkil S6-da təqdim olunur.Görünür ki, 0,10 bar təzyiq tətbiq edildikdə, tam qarışdırma təxminən 8 saniyə çəkir.Təzyiq 0,20 bara qədər artırılaraq, tam qarışdırma təxminən 2 saniyə ərzində əldə edilir.Qarışdırma səmərəliliyinin hesablanması üsulları Metodlar bölməsində təqdim olunur.(3) Muncuqları çıxarmaq üçün rubidium maqnitindən istifadə edin, sonra reagentləri tullantı kamerasına köçürmək üçün P portu vasitəsilə P3 (= 0,17 bar) təzyiqi edin.Əncirdə.Şəkil 4b,c nümunədən çirkləri təmizləmək üçün yuyulma mərhələlərini aşağıdakı kimi göstərir: (1) W1 kamerasından yuyulma məhlulu A P1 təzyiqli qarışdırma kamerasına axıdılır.(2) Sonra qabarcıq qarışdırma prosesini edin.(3) Yuma məhlulu A tullantı maye kamerasına köçürülür və qarışdırma kamerasındakı mikromuncuqlar maqnit vasitəsilə çıxarılır.W yuyulması (Şəkil 4c) A yuyulmasına bənzəyirdi (Şəkil 4b).Qeyd etmək lazımdır ki, hər yuma addımı A və W iki dəfə yerinə yetirildi.Şəkil 4d, muncuqlardan RNT-ni çıxarmaq üçün elüsyon addımlarını göstərir;elüsyon və qarışdırma tətbiqi mərhələləri yuxarıda təsvir edilən RNT adsorbsiya və yuyulma mərhələləri ilə eynidir.Elüsyon reagentləri P3 və P4 (=0,23 bar) təzyiqləri altında PCR reaksiya kamerasına köçürüldükdə, PCR reaksiya kamerasının qolunu bağlamaq üçün kritik təzyiqə çatılır.Eynilə, P4 təzyiqi də tullantı kamerasına keçidin bağlanmasına kömək edir.Beləliklə, multipleks PCR reaksiyalarına başlamaq üçün bütün elüsyon reagentləri dörd PCR reaksiya kamerası arasında bərabər paylandı.Yuxarıdakı prosedur Əlavə Film S6-da təqdim olunur.
RNT adsorbsiya mərhələsində nümunə M girişinə daxil edilir və əvvəllər saxlanılan muncuq məhlulu ilə birlikdə qarışdırma kamerasına vurulur.Qranullar qarışdırıldıqdan və çıxarıldıqdan sonra reagentlər tullantı kamerasına paylanır.b və c yuma mərhələlərini keçin, qarışdırma kamerasına əvvəlcədən saxlanan müxtəlif yuma reagentlərini daxil edin və muncuqları qarışdırıb çıxardıqdan sonra reagentləri tullantı maye kamerasına köçürün.d Elüsyon mərhələsi: Elüsyon reagentləri daxil edildikdən, qarışdırıldıqdan və muncuqların çıxarılmasından sonra reagentlər PCR reaksiya kamerasına köçürülür.Əyrilər müxtəlif mərhələlərin iş axını və əlaqəli parametrlərini göstərir.Təzyiq ayrı-ayrı kameralar vasitəsilə həyata keçirilən təzyiqdir.Həcm qarışdırma kamerasındakı mayenin həcmidir.Bütün miqyaslı çubuqlar 1 sm-dir.Xam verilənlər xam məlumat faylları kimi təqdim olunur.
PCR testi proseduru həyata keçirildi və Əlavə Şəkil S7 20 dəqiqəlik əks transkripsiya vaxtı və 60 dəqiqəlik istilik dövriyyəsi müddəti (95 və 60 °C) daxil olmaqla, bir istilik dövrü 90 s (Əlavə Film S7) daxil olmaqla termal profilləri təqdim edir..FAST-POCT adi RT-PCR-dən (bir istilik dövrü üçün 180 saniyə) bir termal dövrü (90 saniyə) tamamlamaq üçün daha az vaxt tələb edir.Bu, yüksək səth sahəsinin həcm nisbəti və mikro-PZR reaksiya kamerasının aşağı istilik ətaləti ilə izah edilə bilər.Kameranın səthi 96,6 mm2, kameranın həcmi isə 25 mm3 olmaqla səthin həcminə nisbəti təxminən 3,86 təşkil edir.Əlavə Şəkil S10-da göründüyü kimi, platformamızın PCR test sahəsinin arxa panelində PCR kamerasının dibini 200 µm qalınlaşdıran bir yiv var.Temperatur tənzimləyicisinin qızdırıcı səthinə istilik keçirici elastik yastıq bərkidilir ki, bu da sınaq qutusunun arxası ilə sıx təması təmin edir.Bu, platformanın istilik ətalətini azaldır və isitmə/soyutma səmərəliliyini artırır.Termal dövriyyə zamanı platformaya daxil edilmiş parafin əriyir və PCR reaksiya kamerasına axır, reagentin buxarlanmasının və ətraf mühitin çirklənməsinin qarşısını almaq üçün mastik rolunu oynayır (Əlavə Film S8-ə baxın).
Yuxarıda təsvir edilən bütün PCR aşkarlama prosesləri proqramlaşdırılmış təzyiqə nəzarət blokundan, maqnit çıxarma qurğusundan, temperatura nəzarət qurğusundan və flüoresan siqnal tutma və emal bölməsindən ibarət xüsusi hazırlanmış FAST-POCT alətindən istifadə etməklə tam avtomatlaşdırılmışdır.Qeyd edək ki, biz RNT təcrid üçün FAST-POCT platformasından istifadə etdik və daha sonra müqayisə üçün FAST-POCT sistemi və masaüstü PCR sistemindən istifadə edərək PCR reaksiyaları üçün çıxarılan RNT nümunələrindən istifadə etdik.Nəticələr Əlavə Şəkil S8-də göstərildiyi kimi demək olar ki, eyni idi.Operator sadə bir tapşırığı yerinə yetirir: nümunəni M kamerasına daxil edir və platformanı alətə daxil edir.Kəmiyyət testinin nəticələri təxminən 82 dəqiqə ərzində mövcuddur.FAST-POCT alətləri haqqında ətraflı məlumatı əlavə şəkildə tapa bilərsiniz.C9, C10 və C11.
A (IAV), B (IBV), C (ICV) və D (IDV) qrip viruslarının yaratdığı qrip ümumi qlobal fenomendir.Bunlardan İAV və İBV ən ağır hallara və mövsümi epidemiyalara cavabdehdir, dünya əhalisinin 5-15%-ni yoluxdurur, 3-5 milyon ağır xəstəliyə səbəb olur və hər il 290-650.000 nəfərin ölümünə səbəb olur.Tənəffüs xəstəlikləri56,57.Xəstəliyin və əlaqədar iqtisadi yükün azaldılması üçün İAV və İB-nin erkən diaqnozu vacibdir.Mövcud diaqnostika üsulları arasında əks transkriptaza polimeraza zəncirvari reaksiya (RT-PCR) ən həssas, spesifik və dəqiq hesab olunur (>99%)58,59.Mövcud diaqnostika üsulları arasında əks transkriptaza polimeraza zəncirvari reaksiya (RT-PCR) ən həssas, spesifik və dəqiq hesab olunur (>99%)58,59.Среди доступных диагностика методов полимеразная цепная реакция с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) считается наиболее чувствительной, специфичной и точной (> 99%)58,59.Mövcud diaqnostik üsullar arasında əks transkriptaza polimeraza zəncirvari reaksiyası (RT-PCR) ən həssas, spesifik və dəqiq hesab olunur (> 99%)58,59. Из доступных диагностических методов полимеразная цепная реакция с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) считается наиболее чувствительной, специфичной и точной (>99%)58,59.Mövcud diaqnostik üsullardan tərs transkriptaza polimeraza zəncirvari reaksiyası (RT-PCR) ən həssas, spesifik və dəqiq hesab olunur (>99%)58,59.Bununla belə, ənənəvi RT-PZR üsulları təkrar pipetləmə, qarışdırma, paylama və mayenin ötürülməsini tələb edir, onların resurs məhdud şəraitdə peşəkarlar tərəfindən istifadəsini məhdudlaşdırır.Burada FAST-POCT platforması müvafiq olaraq İAV və İBV-nin PCR aşkarlanması üçün onların aşağı aşkarlama həddini (LOD) əldə etmək üçün istifadə edilmişdir.Bundan əlavə, IAV və IBV növlər üzrə müxtəlif patotiplər arasında ayrı-seçkilik etmək üçün çoxaldılmış, genetik analiz üçün perspektivli platforma və xəstəliyi dəqiq müalicə etmək imkanı təmin edilmişdir.
Əncirdə.Şəkil 5a nümunə kimi 150 µl təmizlənmiş viral RNT istifadə edərək HAV PCR testinin nəticələrini göstərir.Əncirdə.Şəkil 5a(i) göstərir ki, 106 nüsxə/ml HAV konsentrasiyasında flüoresans intensivliyi (ΔRn) 0,830-a çata bilər və konsentrasiya 102 nüsxə/ml-ə endirildikdə, ΔRn yenə də 0,365-ə çata bilər ki, bu da ondan yüksəkdir. boş mənfi nəzarət qrupunun (0.002), təxminən 100 dəfə yüksəkdir.Altı müstəqil eksperimentə əsaslanan kəmiyyətin müəyyən edilməsi üçün log konsentrasiyası ilə IAV-nin dövr həddi (Ct) (Şəkil 5a(ii)), R2 = 0,993, 102-106 nüsxə/mL arasında dəyişən xətti kalibrləmə əyrisi yaradıldı.nəticələr adi RT-PZR üsulları ilə yaxşı uyğun gəlir.Əncirdə.Şəkil 5a(iii) FAST-POCT platformasının 40 dövründən sonra sınaq nəticələrinin flüoresan şəkillərini göstərir.FAST-POCT platformasının 102 nüsxə/ml kimi aşağı HAV-ı aşkar edə bildiyini aşkar etdik.Bununla belə, ənənəvi metodun 102 nüsxə/mL-də Ct dəyəri yoxdur, bu da onu təxminən 103 nüsxə/ml LOD edir.Biz fərz etdik ki, bu, qabarcıq qarışdırmağın yüksək səmərəliliyi ilə əlaqədar ola bilər.Müxtəlif qarışdırma üsullarını, o cümlədən silkələməklə qarışdırmağı (ənənəvi RT-PZR əməliyyatında olduğu kimi eyni qarışdırma üsulu), flakonun qarışdırmasını (bu üsul, 0,12 barda 3 s) və nəzarət qrupu kimi qarışdırmamağı qiymətləndirmək üçün təmizlənmiş İAV RNT-də PCR test təcrübələri aparıldı. ..Nəticələr Əlavə Şəkil S12-də tapıla bilər.Daha yüksək RNT konsentrasiyasında (106 nüsxə / ml) fərqli qarışdırma üsullarının Ct dəyərlərinin qabarcıq qarışdırma ilə demək olar ki, eyni olduğunu görmək olar.RNT konsentrasiyası 102 nüsxə/ml-ə endikdə, silkələnmə qarışığı və nəzarət elementlərində Ct dəyərləri yox idi, qabarcıq qarışdırma metodu isə hələ də 36,9 Ct dəyərini verirdi ki, bu da Ct həddinin 38-dən aşağı idi. Nəticələr dominant qarışdırma xarakteristikasını göstərir. digər ədəbiyyatlarda da nümayiş etdirilən veziküllər, bu da FAST-POCT platformasının həssaslığının adi RT-PCR-dən bir qədər yüksək olmasını izah edə bilər.Əncirdə.5b, 101-106 nüsxə/ml arasında dəyişən təmizlənmiş IBV RNT nümunələrinin PCR analizinin nəticələrini göstərir.Nəticələr R2 = 0,994 və LOD 102 nüsxə/mL əldə edərək IAV testinə bənzəyirdi.
Mənfi nəzarət (NC) kimi TE buferindən istifadə etməklə 106-101 nüsxə/ml arasında dəyişən İAV konsentrasiyası ilə qrip A virusunun (İAV) PCR analizi.(i) Real vaxt flüoresan əyrisi.(ii) FAST və ənənəvi sınaq üsulları üçün loqarifmik İAV RNT konsentrasiyası və dövr həddi (Ct) arasında xətti kalibrləmə əyrisi.(iii) 40 sikldən sonra IAV FAST-POCT flüoresan şəkli.b, (i) real vaxt flüoresan spektri ilə qrip B virusunun (IBV) PCR aşkarlanması.(ii) Xətti kalibrləmə əyrisi və (iii) 40 sikldən sonra FAST-POCT IBV flüoresan şəkli.FAST-POCT platformasından istifadə edən IAV və IBV üçün aşkarlamanın aşağı həddi (LOD) 102 nüsxə/mL təşkil edib ki, bu da ənənəvi metodlardan (103 nüsxə/ml) aşağıdır.c IAV və IBV üçün multipleks test nəticələri.Mümkün çirklənmənin və fon gücləndirilməsinin qarşısını almaq üçün müsbət nəzarət kimi GAPDH, mənfi nəzarət kimi isə TE tamponu istifadə edilmişdir.Dörd müxtəlif nümunə növünü ayırd etmək olar: (1) yalnız GAPDH olan mənfi nümunələr (“IAV-/IBV-”);(2) İAV və GAPDH ilə İAV infeksiyası (“IAV+/IBV-”);(3) İBV və GAPDH ilə İBV infeksiyası (“IAV-/IBV+”);(4) IAV, IBV və GAPDH ilə IAV/IBV infeksiyası (“IAV+/IBV+”).Nöqtəli xətt eşik xəttini təmsil edir.n = 6 bioloji müstəqil təcrübə aparıldı, məlumatlar ± standart sapma kimi göstərildi.Xam verilənlər xam məlumat faylları kimi təqdim olunur.
Əncirdə.5c IAV/IBV üçün multipleksləşdirmə testinin nəticələrini göstərir.Burada təmizlənmiş RNT yerinə nümunə məhlulu kimi virus lizatından istifadə edilib və FAST-POCT platformasının dörd müxtəlif reaksiya kamerasına IAV, IBV, GAPDH (müsbət nəzarət) və TE buferi (mənfi nəzarət) üçün dörd primer əlavə edilib.Mümkün çirklənmənin və fonun yaxşılaşdırılmasının qarşısını almaq üçün burada müsbət və mənfi nəzarətlərdən istifadə olunur.Testlər dörd qrupa bölündü: (1) GAPDH-mənfi nümunələr (“IAV-/IBV-”);(2) İAV və GAPDH-ə qarşı İAV-ə yoluxmuş (“IAV+/IBV-”);(3) IBV-.yoluxmuş (“İAV-”) -/IBV+”) İBV və GAPDH;(4) İAV, İBV və GAPDH ilə IAV/IBV (“IAV+/IBV+”) infeksiyası.Əncirdə.Şəkil 5c göstərir ki, mənfi nümunələr tətbiq edildikdə müsbət nəzarət kamerasının flüoresans intensivliyi ΔRn 0,860, IAV və IBV-nin ΔRn isə mənfi nəzarətə (0,002) bənzəyirdi.IAV+/IBV-, IAV-/IBV+ və IAV+/IBV+ qrupları üçün IAV/GAPDH, IBV/GAPDH və IAV/IBV/GAPDH kameraları müvafiq olaraq əhəmiyyətli flüoresan intensivliyi göstərdi, digər kameralar isə hətta fonda flüoresan intensivliyi göstərdi. termal velosipeddən sonra 40 səviyyəsi.Yuxarıdakı testlərdən FAST-POCT platforması üstün spesifiklik göstərdi və eyni zamanda müxtəlif qrip viruslarını patotipləşdirməyə imkan verdi.
FAST-POCT-nin klinik tətbiqini təsdiq etmək üçün biz IB xəstələrindən (n=18) və qeyri-IB nəzarətlərindən (n=18) 36 klinik nümunəni (burun yaxma nümunələri) sınaqdan keçirdik (Şəkil 6a).Xəstə məlumatı Əlavə Cədvəl 3-də təqdim edilmişdir. IB infeksiyası statusu müstəqil olaraq təsdiqlənmiş və tədqiqat protokolu Zhejiang Universitetinin Birinci Əlaqəli Xəstəxanası (Hangzhou, Zhejiang) tərəfindən təsdiq edilmişdir.Xəstələrin hər bir nümunəsi iki kateqoriyaya bölündü.Biri FAST-POCT istifadə edərək, digəri isə masaüstü PCR sistemindən (SLAN-96P, Çin) istifadə edərək işlənib.Hər iki analiz eyni təmizləmə və aşkarlama dəstlərindən istifadə edir.Əncirdə.Şəkil 6b FAST-POCT və adi tərs transkripsiya PCR (RT-PCR) nəticələrini göstərir.Biz flüoresans intensivliyini (FAST-POCT) -log2(Ct) ilə müqayisə etdik, burada Ct adi RT-PZR üçün dövr həddidir.İki üsul arasında yaxşı razılıq var idi.FAST-POCT və RT-PCR 0,90 olan Pearson nisbəti (r) dəyəri ilə güclü müsbət korrelyasiya göstərdi (Şəkil 6b).Daha sonra FAST-POCT-in diaqnostik dəqiqliyini qiymətləndirdik.Müsbət və mənfi nümunələr üçün flüoresan intensivliyi (FL) paylamaları müstəqil analitik ölçü kimi təqdim edilmişdir (Şəkil 6c).FL dəyərləri IB xəstələrində nəzarətlərə nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək idi (****P = 3.31 × 10-19; iki quyruqlu t-testi) (Şəkil 6d).Sonra, IBV qəbuledicisinin əməliyyat xüsusiyyətləri (ROC) əyriləri çəkildi.Biz diaqnostik dəqiqliyin çox yaxşı olduğunu, 1 əyri altındakı sahənin olduğunu gördük (Şəkil 6e).Nəzərə alın ki, 2020-ci ildən etibarən COVID-19 səbəbiylə Çində məcburi maska sifarişi ilə əlaqədar biz İBH olan xəstələri müəyyən etməmişik, ona görə də bütün müsbət klinik nümunələr (yəni, burun yaxma nümunələri) yalnız IBV üçün olub.
Klinik tədqiqat dizaynı.18 xəstə nümunəsi və 18 qeyri-qrip nəzarəti daxil olmaqla cəmi 36 nümunə FAST-POCT platforması və ənənəvi RT-PCR istifadə edərək təhlil edilib.b FAST-POCT PCR və ənənəvi RT-PZR arasında analitik uyğunluğu qiymətləndirin.Nəticələr müsbət əlaqələndirilmişdir (Pearson r = 0.90).c 18 IB xəstəsində və 18 nəzarətdə flüoresan intensivlik səviyyələri.d IB xəstələrində (+) FL dəyərləri nəzarət qrupundan (-) əhəmiyyətli dərəcədə yüksək idi (****P = 3.31 × 10-19; iki quyruqlu t-test; n = 36).Hər kvadrat sahəsi üçün mərkəzdəki qara marker medianı, qutunun aşağı və yuxarı sətirləri isə müvafiq olaraq 25-ci və 75-ci persentilləri təmsil edir.Bığlar kənar sayılmayan minimum və maksimum məlumat nöqtələrinə qədər uzanır.e ROC əyrisi.Nöqtəli xətt d ROC analizindən təxmin edilən hədd dəyərini əks etdirir.IBV üçün AUC 1-dir. Xam məlumat xam data faylları kimi təqdim olunur.
Bu yazıda ideal POCT üçün tələb olunan xüsusiyyətlərə malik FAST-ı təqdim edirik.Texnologiyamızın üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir: (1) Çox yönlü dozajlama (kaskad, eyni vaxtda, ardıcıl və seçmə), tələb üzrə buraxılma (tətbiq olunan təzyiqin sürətli və mütənasib buraxılması) və etibarlı əməliyyat (150 dərəcə vibrasiya) (2) uzunmüddətli saxlama (2 il sürətləndirilmiş sınaq, çəki itkisi təxminən 0,3%);(3) geniş ıslanma və özlülük diapazonuna malik mayelərlə işləmək bacarığı (özlülük 5500 cP-ə qədər);(4) İqtisadi (FAST-POCT PCR cihazının təxmini material dəyəri təxminən 1 ABŞ dollarıdır).Çoxfunksiyalı dispenserləri birləşdirərək A və B qrip viruslarının PCR aşkarlanması üçün inteqrasiya olunmuş FAST-POCT platforması nümayiş etdirilmiş və tətbiq edilmişdir.FAST-POCT cəmi 82 dəqiqə çəkir.36 burun çubuq nümunəsi ilə aparılan klinik sınaqlar flüoresan intensivliyində standart RT-PCR (Pirson əmsalları > 0,9) ilə yaxşı uyğunluq göstərdi.36 burun çubuq nümunəsi ilə aparılan klinik sınaqlar flüoresan intensivliyində standart RT-PCR (Pirson əmsalları > 0,9) ilə yaxşı uyğunluq göstərdi.Klinicheskie testы s 36 obrazcami mazkov iz nosa показали хорошее соответствие intensivnosti fluoressencii standartnoy OT-PCR (coefficienty Pirsona > 0,9).Burun yaxmalarının 36 nümunəsi ilə klinik sınaqlar standart RT-PCR (Pirson əmsalları > 0,9) flüoresans intensivliyi ilə yaxşı uyğunluq göstərdi. RT-PCR Klinicheskie ispytania 36 obraztsov mazkov iz nosa показали хорошее совпадение intensivnosti fluoressencii ilə standartnoy OT-PCR (koeffitsient Pirsona > 0,9).36 burun tampon nümunəsinin klinik sınaqları flüoresan intensivliyinin standart RT-PZR ilə yaxşı uyğunlaşdığını göstərdi (Pirson əmsalı > 0,9).Bu işə paralel olaraq, müxtəlif yeni yaranan biokimyəvi üsullar (məsələn, plazma termal tsikli, gücləndirməsiz immunoanalizlər və nanobody funksionallaşdırma testləri) POCT-də öz potensialını göstərmişdir.Bununla belə, tam inteqrasiya olunmuş və möhkəm POCT platformasının olmaması səbəbindən, bu üsullar qaçılmaz olaraq ayrıca qabaqcadan emal prosedurlarını tələb edir (məsələn, RNT izolyasiyası44, inkubasiya45 və yuyulma46), bu da qabaqcıl POCT funksiyalarını həyata keçirmək üçün bu üsullarla cari işi daha da tamamlayır. tələb olunan parametrlər.cavab-vermə-çıxış performansı.Bu işdə, FAST klapanını işə salmaq üçün istifadə edilən hava nasosu dəzgah üstü alətə inteqrasiya etmək üçün kifayət qədər kiçik olsa da (şək. S9, S10), yenə də əhəmiyyətli enerji sərf edir və səs-küy yaradır.Prinsipcə, daha kiçik forma faktorlu pnevmatik nasoslar elektromaqnit qüvvəsinin istifadəsi və ya barmaq hərəkəti kimi digər vasitələrlə əvəz edilə bilər.Əlavə təkmilləşdirmələrə, məsələn, müxtəlif və spesifik biokimyəvi analizlər üçün dəstlərin uyğunlaşdırılması, istilik/soyutma sistemlərini tələb etməyən yeni aşkarlama metodlarından istifadə etməklə, PCR tətbiqləri üçün alətsiz POCT platformasını təmin etmək daxil ola bilər.İnanırıq ki, FAST platforması mayeləri manipulyasiya etmək üçün bir yol təqdim edir, biz inanırıq ki, təklif olunan FAST texnologiyası təkcə biotibbi testlər üçün deyil, həm də ətraf mühitin monitorinqi, qida keyfiyyətinin yoxlanılması, material və dərman sintezi üçün ümumi platforma yaratmaq potensialını təqdim edir. ..
İnsan burun çubuq nümunələrinin toplanması və istifadəsi Zhejiang Universitetinin Birinci Əlaqəli Xəstəxanasının (IIT20220330B) Etika Komitəsi tərəfindən təsdiq edilmişdir.30 yaşdan kiçik 16 böyük, 40 yaşdan yuxarı 7 böyük və 19 kişi, 17 qadın olmaqla 36 burun çubuq nümunəsi toplandı.30 yaşdan kiçik 16 böyük, 40 yaşdan yuxarı 7 böyük və 19 kişi, 17 qadın olmaqla 36 burun çubuq nümunəsi toplandı.Bыlo sobrano 36 obraztsov mazkov iz nosa, on the kotoryh prinyali uchastie 16 взрослых < 30 yaş, 7 взрослых старше 40 yaş, 19 yaş və 17 qadın.Yaşı 30-dan aşağı olan 16 böyük, 40 yaşdan yuxarı 7 böyük, 19 kişi və 17 qadından 36 burun tamponu nümunəsi toplanıb..Demoqrafik məlumatlar Əlavə Cədvəl 3-də təqdim edilmişdir. Bütün iştirakçılardan məlumatlandırılmış razılıq alınmışdır.Bütün iştirakçılar qripə yoluxmaqda şübhəli bilinirdilər və kompensasiya ödənilmədən könüllü olaraq sınaqdan keçirilmişdir.
FAST baza və qapaq polilaktik turşudan (PLA) hazırlanır və Ender 3 Pro 3D printer (Shenzhen Transcend 3D Technology Co., Ltd.) tərəfindən çap olunur.İki tərəfli lent Adhesives Research, Inc.-dən alınıb. Model 90880. 100 µm qalınlığında PET film McMaster-Carr-dan alınıb.Həm yapışqan, həm də PET plyonka Silhouette America, Inc şirkətinin Silhouette Cameo 2 kəsicisindən istifadə etməklə kəsilmişdir. Elastik plyonka PDMS materialından inyeksiya üsulu ilə hazırlanır.Əvvəlcə lazer sistemi ilə 200 µm qalınlığında PET çərçivə kəsildi və 100 µm ikitərəfli yapışan lentdən istifadə edərək 3 mm qalınlığında PMMA təbəqəyə yapışdırıldı.PDMS prekursoru (Sylgard 184; Hissə A: Hissə B = 10:1, Dow Corning) daha sonra qəlibə töküldü və artıq PDMS-ni çıxarmaq üçün bir şüşə çubuq istifadə edildi.70 ° C-də 3 saat müalicə edildikdən sonra, 300 μm qalınlığında PDMS filmi qəlibdən soyula bilər.
Çox yönlü paylama, tələb üzrə nəşr və etibarlı performans üçün fotoşəkillər yüksək sürətli kamera (Sony AX700 1000 fps) ilə çəkilir.Etibarlılıq testində istifadə olunan orbital çalkalayıcı SCILOGEX-dən (SCI-O180) alınıb.Hava təzyiqi hava kompressoru tərəfindən yaradılır və təzyiq dəyərini tənzimləmək üçün bir neçə rəqəmsal dəqiq təzyiq tənzimləyicisi istifadə olunur.Axın davranışının sınaq prosesi aşağıdakı kimidir.Test cihazına əvvəlcədən müəyyən edilmiş miqdarda maye vuruldu və axının davranışını qeyd etmək üçün yüksək sürətli kameradan istifadə edildi.Daha sonra sabit şəkillər axının davranışını əks etdirən videolardan müəyyən vaxtlarda götürüldü və qalan sahə Image-Pro Plus proqramından istifadə edilərək hesablandı, daha sonra həcmi hesablamaq üçün kameranın dərinliyinə vuruldu.Axın davranışı test sisteminin təfərrüatlarını Əlavə Şəkil S4-də tapa bilərsiniz.
Flakonun qarışdırma cihazına 50 µl mikromuncuq və 100 µl deionlaşdırılmış suyu yeridin.Qarışıq performans fotoşəkilləri yüksək sürətli kamera ilə hər 0,1 saniyədə 0,1 bar, 0,15 bar və 0,2 bar təzyiqlərdə çəkilmişdir.Qarışdırma prosesi zamanı piksel məlumatı foto emal proqramından (Photoshop CS6) istifadə edərək bu şəkillərdən əldə edilə bilər.Qarışdırma səmərəliliyinə aşağıdakı tənlik 53 ilə nail olmaq olar.
burada M qarışdırma səmərəliliyi, N nümunə piksellərinin ümumi sayı, ci və \(\bar{c}\) isə normallaşdırılmış və gözlənilən normallaşdırılmış konsentrasiyalardır.Qarışdırma səmərəliliyi 0 (0%, qarışdırılmamış) ilə 1 (100%, tam qarışıq) arasında dəyişir.Nəticələr Əlavə Şəkil S6-da göstərilmişdir.
IAV və IBV üçün real vaxt rejimində RT-PCR dəsti, o cümlədən IAV və IBV RNT nümunələri (cat. No. RR-0051-02/RR-0052-02, Liferiver, Çin), Tris-EDTA buferi (TE bufer nömrəsi. B541019) , Sangon Biotech, Çin), Positive Control RNT Purification Kit (Part No. Z-ME-0010, Liferiver, Çin) və GAPDH Solution (Hissə No. M591101, Sangon Biotech, Çin) kommersiya olaraq mövcuddur.RNT təmizləmə dəstinə bağlayıcı bufer, yuyucu A, yuyulma W, eluent, maqnit mikromuncuqları və akril daşıyıcı daxildir.IAV və IBV real vaxt rejimində RT-PCR dəstlərinə IFVA nuklein turşusu PCR aşkarlama qarışığı və RT-PCR fermenti daxildir.500 µl bağlayıcı bufer məhluluna 6 µl AcrylCarrier və 20 µl maqnit muncuq əlavə edin, yaxşı silkələyin və sonra muncuq məhlulunu hazırlayın.A və W yuyucularına 21 ml etanol əlavə edin, müvafiq olaraq A və W yuyucularının məhlullarını almaq üçün yaxşı silkələyin.Sonra 1 µl TE məhluluna IFVA nuklein turşusu ilə 18 µl flüoresan PCR qarışığı və 1 µl RT-PCR fermenti əlavə edildi, çalxalandı və bir neçə saniyə santrifüqa edildi, 20 µl IAV və IBV primerləri əldə edildi.
Aşağıdakı RNT təmizləmə proseduruna əməl edin: (1) RNT adsorbsiya.526 µl qranul məhlulunu 1,5 ml sentrifuqa borusuna pipetlə çəkin və 150 µl nümunə əlavə edin, sonra borunu əl ilə 10 dəfə yuxarı və aşağı silkələyin.Qarışıqdan 676 µl yaxınlıq sütununa köçürün və 60 saniyə ərzində 1,88 x 104 q-da sentrifuqa edin.Sonrakı drenajlar daha sonra atılır.(2) Yuyulmanın birinci mərhələsi.Yaxınlıq sütununa 500 µl yuyucu məhlul A əlavə edin, 40 s ərzində 1,88 x 104 q sentrifuqa edin və sərf olunmuş məhlulu atın.Bu yuma prosesi iki dəfə təkrarlandı.(3) yuyulmanın ikinci mərhələsi.Yaxınlıq sütununa 500 µl yuma məhlulu W əlavə edin, 15 s ərzində 1,88×104 q sentrifuqalayın və sərf olunan məhlulu atın.Bu yuma prosesi iki dəfə təkrarlandı.(4) Elüsyon.Yaxınlıq sütununa 200 µl eluat əlavə edin və 1,88 x 104 q-da 2 dəqiqə sentrifuqa edin.(5) RT-PCR: Eluat bir PCR borusunda 20 μl primer məhluluna yeridildi, sonra boru RT-PZR prosesini həyata keçirmək üçün real vaxt rejimində PCR test aparatına (SLAN-96P) yerləşdirildi.Bütün aşkarlama prosesi təxminən 140 dəqiqə çəkir (RNT-nin təmizlənməsi üçün 20 dəqiqə və PCR aşkarlanması üçün 120 dəqiqə).
526 µl muncuq məhlulu, 1000 µl yuma məhlulu A, 1000 µl yuma məhlulu W, 200 µl eluat və 20 µl primer məhlulu ilkin olaraq əlavə edildi və M, W1, W2, E kameralarında və PCR aşkarlama kameralarında saxlanıldı.Platformanın montajı.Sonra 150 µl nümunə M kamerasına pipetlendi və FAST-POCT platforması Əlavə Şəkil S9-da göstərilən sınaq alətinə daxil edildi.Təxminən 82 dəqiqədən sonra test nəticələri hazır oldu.
Başqa cür qeyd edilmədiyi təqdirdə, bütün test nəticələri yalnız FAST-POCT platformasından və bioloji cəhətdən müstəqil nümunələrdən istifadə edərək minimum altı təkrardan sonra orta ± SD kimi təqdim olunur.Təhlildən heç bir məlumat çıxarılmadı.Təcrübələr təsadüfi deyil.Tədqiqatçılar eksperiment zamanı qrup tapşırıqlarına kor deyildilər.
Tədqiqat dizaynı haqqında daha çox məlumat üçün bu məqalə ilə əlaqəli Təbiət Tədqiqat Hesabatının xülasəsinə baxın.
Bu tədqiqatın nəticələrini dəstəkləyən məlumatlar Əlavə Məlumatda mövcuddur.Bu məqalə orijinal məlumatları təqdim edir.
Çağla, Z. və Madhukar, P. Zəngin ölkələrdəki COVID-19 gücləndiriciləri hamı üçün peyvəndləri gecikdirəcək.Çağla, Z. və Madhukar, P. Zəngin ölkələrdəki COVID-19 gücləndiriciləri hamı üçün peyvəndləri gecikdirəcək.Zəngin ölkələrdə Chagla, Z. və Madhukar, P. COVID-19 gücləndiriciləri hamı üçün peyvəndləri gecikdirəcək.Çağla, Z. və Madhukar, P. Zəngin ölkələrdə COVID-19 revaksinasiyası hamı üçün peyvəndi gecikdirəcək.Milli tibb.27, 1659–1665 (2021).
Faust, L. və b.Aşağı və orta gəlirli ölkələrdə SARS-CoV-2 testi: özəl səhiyyə sektorunda mövcudluq və əlverişlilik.mikrob infeksiyası.22, 511–514 (2020).
Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı.Seçilmiş müalicə edilə bilən cinsi yolla ötürülən infeksiyaların qlobal yayılması və tezliyi: baxış və təxminlər.Cenevrə: ÜST, ÜST/HIV_AIDS/2 https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/66818/WHO_HIV_AIDS_2001.02.pdf (2001).
Fenton, EM et al.Çoxlu 2D qəliblənmiş yan axın test zolaqları.ASS tətbiqi.alma mater.İnter Milan.1, 124–129 (2009).
Schilling, KM et al.Tam qapalı mikrofluidik kağız əsaslı analiz cihazı.anus.Kimyəvi.84, 1579–1585 (2012).
Lapenter, N. et al.Rəqabətli kağız əsaslı immunoxromatoqrafiya fermentlə modifikasiya edilmiş elektrodlarla birləşdirilmiş simsiz monitorinq və sidik kotinininin elektrokimyəvi təyin edilməsinə imkan verir.Sensorlar 21, 1659 (2021).
Zhu, X. və başqaları.Bir qlükometrdən istifadə edərək çox yönlü nanozimə inteqrasiya olunmuş yanal maye platforması ilə xəstəlik biomarkerlərinin kəmiyyətinin müəyyən edilməsi.bioloji sensor.Bioelektronika.126, 690–696 (2019).
Boo, S. et al.Konkanavalin A-insan xorionik gonadotropin-Cu3(PO4)2 hibrid nanoçiçəklər, maqnit ayırma və ağıllı telefon oxunması ilə patogen bakteriyaların aşkarlanması üçün hamiləlik test zolağı.Mikrokompüter.Jurnal.185, 464 (2018).