Мікрофлюїдне тестування перетворюється на iPOD (інтегровану портативну систему крапель) для швидшого та більш портативного майбутнього. Пристрій Integrated Portable Droplet System (iPODs) забезпечує мобільну, доступну та зручну систему аналізу крапель для швидкого тестування результатів із високою точністю в ідентифікації та кількісному визначенні видів бактерій.
Важливість швидких тестів у нашому швидкому суспільстві зросла. Тестування на місці надання медичної допомоги (POCT) можна зробити швидше за допомогою крапельної мікрофлюїдики, але воно не завжди є переконливим і наразі вимагає певної сторонньої роботи для оптимального використання.
Система Integrated Portable Droplets, або iPODs, була створена дослідниками з Центру одноклітинних досліджень Китайської академії наук (CAS) Циндаоського інституту біоенергетики та біопроцесних технологій (QIBEBT). Він заснований на автоматизованому чіпі повторного введення крапель, керованому потоком, який не вимагає зовнішніх насосів або точного контролю рідини, забезпечуючи портативність, нижчу вартість і простий у використанні метод аналізу крапель. Нещодавно видання Analytical Chemistry опублікувало дослідження.
Згідно з висновками дослідників, автоматичний рух крапель через пристрій зменшує потребу в ручному поводженні, знижуючи ризик помилок, перехресного забруднення та втрати зразка.
Вони також виявили, що зразки зі значеннями R101 від 104 до 2 бактеріальних копій на мікролітр демонструють високу лінійність. Здатність лінії візуально вказувати, наскільки добре пристрій iPODs (незалежна змінна) може ідентифікувати та підраховувати види бактерій, присутні у зразку (залежна змінна), залежить від того, наскільки близьке значення R2 до 1.
Крім того, ціна пристрою та подальша вартість кожного використання є економічною у великих масштабах. Іншою відмінною і важливою особливістю пристрою є його портативність, яка дозволяє використовувати його в різноманітних ситуаціях, наприклад, на відкритому повітрі або в децентралізованих лабораторіях.
За словами LIU Fengyi, аспіранта та першого автора дослідження, портативність пристрою знижується, і, що важливіше, розробка краплинного тестування ампліфікації нуклеїнових кислот для POCT обмежена. «У попередніх звітах крапельне повторне введення, безсумнівно, вимагає точного контролю рідини», — додав він. Тут ми показуємо, як низька вартість приладу чіпа для повторного введення крапель і низьке використання реагентів значно спрощує експериментальне налаштування та метод роботи.
Крапельне мікрофлюїдне тестування передбачає отримання невеликої кількості рідини для аналізу, який часто включає маніпуляції з клітинами, а також аналіз однієї клітини або однієї молекули. ІПОДи вирішують дуже низькі рівні ізотермічного підсилення за допомогою петлі (LAMP) із дуже низьким рівнем кількісного виявлення, яке, якщо виконувати партіями, призводить до «все або нічого».
Краплі з iPOD є надзвичайно чутливими та точними у визначенні кількості нуклеїнових кислот, присутніх у зразку, завдяки цифровій LAMP. Недоліком є те, що він потребує точного керування рідиною та зовнішніх насосів, що обмежує мобільність і збільшує витрати. За словами співавтора та співдослідника GE Anle, «ми представляємо метод повторного введення крапель, який здатний точно контролювати рідину та доставляти краплі без зовнішніх насосів, у якому краплі можна пасивно вирівнювати та індивідуально виявляти через проміжки часу».
У iPOD генератор крапель, нагрівальний пристрій і зчитувач флуоресцентного сигналу інтегровані в невеликий висувний блок, усуваючи потребу в додатковому насосі та точному управлінні рідиною.
Щоб ця технологія працювала на повну потужність, у майбутньому знадобляться зміни, зокрема підвищення стабільності системи та включення термоциклічних модулів для краплинної цифрової ПЛР (ddPCR). Система стане більш зручною для користувача з подальшим додаванням інших недорогих матеріалів для чіпів для великомасштабного, стандартизованого виробництва та впровадження повністю автоматизованих операційних процесів.
Від Центру єдиної клітини проф. М. А. Бо є провідним автором дослідження. «Після того, як пристрій буде повністю розроблено, ми сподіваємося побачити технологію, яка використовується в широкому діапазоні застосувань, від біохімічного тестування на місці надання медичної допомоги до більшої кількості клінічних випробувань», — сказав він.
Джерело: scitechdaily
Günceleme: 07/05/2023 17:34