وقد تم تطوير رقاقة متكاملة بالحرارة ميكروفلويديك لاستخدامها بوصفها التشخيص الجزيئي. رقاقة يؤدي استخلاص الحمض النووي، الناسخ العكسي، وPCR. يتم وصف طرق لانتاج وتشغيل الشريحة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
وقد تم تطوير رقاقة متكاملة بالحرارة ميكروفلويديك لاستخدامها بوصفها التشخيص الجزيئي. رقاقة يؤدي استخلاص الحمض النووي، الناسخ العكسي، وPCR. يتم وصف طرق لانتاج وتشغيل الشريحة.
التشخيص السريع والفعال يلعب دورا هاما في السيطرة على الأمراض المعدية من خلال تمكين الإدارة الفعالة للمريض والعلاج. هنا، نقدم متكاملة رقاقة ميكروفلويديك بالحرارة مع القدرة على تضخيم الأنفلونزا الناجمة عن الفيروس في مسحات المريض (NP) والبلعوم aspirates. عند تحميل عينة المريض، الجهاز ميكروفلويديك يحمل بالتسلسل من على الرقاقة تحلل الخلايا وتنقية RNA والخطوات تركيز في المرحلة الصلبة استخراج (SPE)، النسخ العكسي (RT) وتفاعل البلمرة سلسلة (PCR) في RT-PCR الدوائر، على التوالي. يتم تنفيذ نقطة النهاية الكشف باستخدام Bioanalyzer خارج رقاقة (اجيلنت تكنولوجيز، سانتا كلارا، كاليفورنيا). للأجهزة الطرفية، استخدمنا مضخة محقنة واحدة لدفع كاشف والعينات، في حين تم استخدام جهازي سخانات رقيقة مثل مصادر الحرارة لRT PCR والغرف. تم تصميم رقاقة لتكون طبقة واحدة ومناسبة لتصنيع إنتاجية عالية للحد من fabricatiفي الوقت المحدد والتكلفة. رقاقة ميكروفلويديك توفر منصة لتحليل طائفة واسعة من الفيروسات والبكتيريا، وقلة فقط من التغييرات في التصميم كاشف اللازمة لكشف مسببات الأمراض جديد لسعر الفائدة.
تم الإبلاغ عن حالة وفاة الملايين من خلال أوبئة الأنفلونزا ثلاثة من القرن 20th 1. وعلاوة على ذلك، أعلن وباء أنفلونزا أحدث من منظمة الصحة العالمية (WHO) 2 في عام 2009، واعتبارا من أغسطس 1، 2010، 18449 حالة وفاة تم الإبلاغ من قبل منظمة الصحة العالمية 3. أظهرت هذا الوباء مرة أخرى عبء ارتفاع الأمراض المعدية، والحاجة إلى الكشف السريع والدقيق للأنفلونزا لتمكين سريع تأكيد المرض، حسب استجابة الصحة العامة والعلاج الفعال 4.
هناك العديد من الطرق المستخدمة على نطاق واسع لتشخيص الأنفلونزا، وتشمل هذه المناعية السريع، اختبار مستضد مباشرة الفلورسنت (DFA) وأساليب الثقافة الفيروسية. المناعية السريع تفتقر بشكل كبير حساسية 5-8، في حين أن الآخر طريقتين هي كثيفة العمالة وتستغرق وقتا طويلا 9. الاختبارات الجزيئية توفر مزايا متعددة بما في ذلك دورانها قصيرة sensit، الأوانivity، وأعلى نوعية. وقد تم العديد من الكيانات التجارية تعمل من أجل الاختبارات الجزيئية بسرعة (وتسمى أيضا اختبارات الحامض النووي أو ناتس) للأمراض المعدية، ويكون عدة فحوصات الانفلونزا في خطوط الأنابيب الخاصة بهم. لكن معظمها تتطلب خارج رقاقة إعداد العينات. أي من التعديلات مختبر تحسن سريري (CLIA) تنازلت الاختبارات الجزيئية دمج إعداد العينات في خرطوشة الفحص أو وحدة نمطية.
المختبر على واحد في رقاقة التكنولوجيا تلعب دورا هاما في تطوير أجهزة اختبار نقطة من الرعاية. بعد إدخال شريحة PCR الأولى في 1993 10، وقد وضعت العديد من الجهود في تطوير رقائق النووي اختبار الحمض. ومع ذلك، سوى عدد قليل من هذه دمجت إعداد العينات الخام مع التضخيم المصب.
لقد أثبتنا سابقا التصغير من عمود مرحلة استخراج الصلبة (SPE) في رقاقة ميكروفلويديك البلاستيك 11 و تطويرمنة وتعظيم الاستفادة من شريحة تدفق مستمر PCR 12. هنا، ونحن تمديد العمل السابق لدمج SPE مع RT PCR والخطوات في شريحة واحدة لإثبات التشخيص السريري وقدرتها على تضخيم الأحماض النووية من مريض مسحات (NP) والبلعوم aspirates.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تصنيع رقاقة 12
2. طريقة استخراج الصلبة المرحلة
3. RT-PCR
4. PCR المنتجات كشفها
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويرد نتيجة نموذجية في الشكل 3 لأنفلونزا A المصابة عينة غسل البلعوم. نظرا لكميات مختلفة من فيروس الانفلونزا في كل عينة مريض، فإن تركيز النهائي من الناتج PCR تختلف. وينبغي أن يكون نتيجة جيدة لديك انخفاض مستوى الضجيج، واثنين من قمم واضحة سلم (35 و10380 سنة مضت) وذروة منتج واحد في حجم المنتجات المصممة (107 بي بي) لعينة إيجابية. في حين أن المنتج يجب أن يكون ذروة نظريا غائبة لعناصر سلبية، لم نلاحظ زائفة قمم PCR بالقرب من مكان الانفلونزا محددة من التمهيدي-dimers تش...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
قدم طريقة التشخيص هنا أثبتت قدرة على شريحة متكاملة من البلاستيك ميكروفلويديك لتضخيم أنفلونزا A RNA من عينات المرضى مع خصوصية عالية وحد اكتشاف أدنى مستوى في 13 قمنا بتصميم هذه الشريحة لنقطة المحتملة للتجارب الرعاية: (أ) درجة الحرارة وfluidic تم تبسيط السيطرة، (ب) هو رقاقة منخفضة التكلفة ومناسبة لتصنيع إنتاجية عالية باستخدام حقن صب، و (ج) هي رقاقة يمكن التخلص منها والمعدة للاستخدام مرة واحدة، وبالتالي تقليل القلق من التلوث المتبادل العينة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد أعلن الكتاب لا المصالح المتنافسة المالية.
وأيد هذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) منحة R01 EB008268.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| اسم الكاشف / المواد | شركة | كتالوج رقم | |
| 1-dodecanol | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 443816-500G | |
| 2،2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 196118-50G | |
| 2100 Bioanalyzer | اجيلنت تكنولوجيز، سانتا كلارا، كاليفورنيا | G2943CA | |
| 2-بروبانول | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 19516 | |
| بينزفينون | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 239852-50G | |
| BSA | الحرارية فيشر العلمية، pittsburge، PA | A7979-50ML | |
| بوتيل ميتاكريليت | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 235865-100 مل | |
| الناقل RNA | QIAGEN، فالنسيا، CA | 1017647 | |
| سيكلوهيكسانول | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 105899-1L | |
| الإيثانول | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | E7023 | |
| الاثيلين dimethacrylate | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 335861 | |
| جلايكول الإثيلين dimethacrylate | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 335681-100ML | |
| الزجاج حقنة 250 ميكرولتر | هاملتون، رينو، NV | 81127 | |
| الجوانيدين ثيوسيانات | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 50981 | |
| عالية الحساسية كيت DNA | اجيلنت تكنولوجيز، سانتا كلارا، كاليفورنيا | 5067-4626 | |
| الصحافة الساخنة | كارفر، اباش، IN | 4386 | |
| JB ولد إيبوكسى | ماكماستر-CARR، إلمهورست، IL | 7605A11 | |
| بالتركيبة-لوك المحاقن | BD-الطبية، فرانكلين البحيرات، NJ | 309628 | |
| المغنيسيوم كلوريد | الحرارية فيشر العلمية، pittsburge، PA | AB-0359 | |
| الميثانول | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 494437 | |
| ميتاكريليت الميثيل | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | M55909 | |
| Nanoport | أبتشيرتش العلمية | N-333-01 | |
| Nanoport تركيب | أبتشيرتش العلمية | F-120x | |
| نوكلياز مجانا الماء | الحرارية فيشر العلمية، pittsburge، PA | PR-P1193 | |
| OneStep RT-PCR عدة | QIAGEN، فالنسيا، CA | 210210 | |
| PEG8000 | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 41009 | |
| إمدادات الطاقة | VWR، رادنور، PA | 300V | |
| ريبونوكلياز بعيدا | سيغما الدريخ، سانت لويس، MO | 83931-250ML | |
| RNASecure | النظم البيولوجية التطبيقية، فوستر سيتي، كاليفورنيا | AM7005 | |
| السيليكا المجهرية | Polysciences، ارينغتون، PA | 24324-15 | |
| حقنة مضخة | جهاز هارفارد، Holliston، MA | HA2000P/10 | |
| ناقلة للحرارة الشريط | ماكماستر، كار، إلمهورست، IL | 6838A11 | |
| المزدوجة الحرارية | أوميغا الهندسية، ستامفورد، CT | 5SRTC-TT-J-40-36 | |
| الأغشية الرقيقة سخانات | مينكو، مينيابوليس، MN | HK5166R529L12A | |
| الأشعة فوق البنفسجية Crosslinker | UPV، اليابسة، CA | CL-1000 | |
| Zeonex | زيون المواد الكيميائية، لويزفيل، KY | 690R |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.