制造棉分析仪器

摘要

为了研究满足多种检测需求的简单制造方法，我们创建了一个由棉材料制成的液体吸收通道系统。该设备用于建立多检测平台，并解决通常影响基于侧向流动的生物医学设备的污染问题，用于亚硝酸盐、总蛋白和尿胆原的临床尿液分析。

摘要

一个强大的，低成本的分析设备应具有用户友好，快速，而且经济实惠。这样的设备也应该能够拥有稀缺的样品进行操作，并提供后续治疗的信息。在这里，我们证明基于棉花尿检的发展（ 即 ，亚硝酸盐，总蛋白，和尿胆素原测定），它采用一个侧流为基础的格式，并且价格便宜，容易制造，快速，并且可以被用来进行分析装置多个测试无交叉污染的担忧。棉是由与可以被利用为基于流的分析自然吸收性质的纤维素纤维。我们基于棉分析设备的简单而优雅的制作工艺在这项研究中描述。棉花结构和测试垫的配置需要的疏水性和各材料的吸收强度的优势。由于这些物理特性的，比色的结果可以持续粘附在测试垫。该器件使医生能够得到及时的临床信息，并显示出巨大的潜力，作为早期干预的工具。

引言

点护理的发展（POC）是价格实惠，功能强大且易于使用的当务之急是改善全球健康^1,2诊断设备。特别是，设备由纤维素基材（ 如纸，丝，棉）提供，因为它们无处不在，承受能力，易用性，稳健性和能力，提供快速的结果^3-7的低成本分析有前途的分析平台。

在这里，我们揭示了使用横向流动型格式尿检基于棉的分析装置的发展。这种基于棉分析设备提供了几个关键的优势，另一种检测方法:一）用最少的人的努力制作;二）成本低; ⅲ）将要使用的能力，以进行无交叉污染问题的多个，不同的测定; 。ⅳ）设备无关， 也就是说 ，要无额外的设备和/或电力运行的能力;并且，V）速度（比色分析可在10分钟内完成）。

这种基于棉的分析装置的结构可以分为四个部分:ⅰ）棉这是它的外部疏水层上天然疏水; ⅱ）棉即内部的亲水性和用作液体芯吸的输送通道;三）结合并压缩所用的棉花，但包含里钻出来的反应/测试垫放置孔复合膜;和，ⅳ）色谱纸检测垫，其上涂布/嵌入反应试剂，放置在棉（具体而言，在该空间钻出层叠膜），作为比色分析反应区的外表面上（ 即 ，亚硝酸盐，总蛋白，pH值，和尿胆素原测定）和结果的显示。

试验的基本机理如下。基于棉花分析装置，拿下那些通过部门穿透半路上行棉材料h的创建流动通道，允许样品流体到达所使用的反应垫。分析装....

方案

注意:需要正确的实验室卫生习惯。手套和通用的注意事项使用此POC设备时需要。如果适当的消毒程序不能正确执行，可能会出现的结果或感染的污染。

1.准备试纸条设备

1. 确定由接触角测定^8（ 图3）的清洗棉的外层的疏水性。
2. 通过切割清洗棉成5.5厘米×1厘米的片用切纸机（ 图2A）制造的基于棉的分析设备。
3. 钻孔（直径:= 0.5厘米），在三排层叠膜的标准用纸;两个后续的孔之间的距离为1厘米。
   注:多达36个单独测试条具有三个测试区域每一个都可以使用层叠膜的标准片（5.5厘米×2厘米）（ 图2B）进行。
4. 三明治清洁棉（characteriz由层压薄膜， 即 ，叠层膜的一侧的钻孔的片，以及层叠膜的另一侧的未钻孔片材（无孔）的两片外疏水性和内部亲水性）编放置组装成层压包装设备。这增强了设备的机械强度，并且提供了一个外部的，不可渗透层。
   注意:通孔的直径从0.5cm到〜层压后0.47厘米收缩。一些轻微的间隙将保持清洁棉花和围绕每个孔的周边层压薄膜之间。这些微小间隙促进在后续步骤中制造的测试垫圈的位置。
5. 使用一对剪刀的从组件， 即切个别5.5厘米×1cm的试片的设备，所钻的层压片/化妆棉/未钻孔层压片"三明治"（ 图2C）。让48个....

结果

我们通过使用可商购的清洁棉特征在于亲水性（内部部分）和疏水性（外部部分）的属性（ 图1A）成功地展示了基于棉的分析装置的发展。 图3示出了接触角测量的结果。外棉的疏水界面是127.35°±4.73°。从一个用户友好的角度来看，这里采用比色分析可直接通过肉眼观测，并通过颜色强度进一步定量分析（ 图2F）。尿总蛋白在正常个体应低于150毫克/分升（4微米）。尿亚硝酸盐离子的值与尿路感染或细菌感染，当涉及到一个分析装置的发展相关联，因此尿亚硝酸盐的检测的分析灵敏度应尽可能低亚硝酸盐检测。尿胆素原是由粪便中排出，并通过肝肠循环恢复，但尿胆原的某些级别，大约1 - 4毫克/每天，可在尿液图4A找到- C说明了我们的努力，为每个实验创建标准曲线的结果目标。这些标准曲线通过检查平均比色强度的结果和他们相比，我们建立的标准浓度的浓度确定。这使我们能够评估检测（检测限），每个实验的极限。在缓冲系统为亚硝酸盐，BSA和尿胆素.......

讨论

在这个协议中的关键步骤包括确定（有不同的疏水性/亲水性）和滤纸（色谱滤纸或定量滤纸）纯棉材质的适当组合。一个精心策划和执行装置的设计呈现了比色法的最佳性能属性。从我们的比色法测定结果，本文提出的基于棉分析设备演示的巨大潜力为多个疾病检测的平台。

目前大多数横向流动基制品（ 例如 ，妊娠试验）提供不超过一个单一测定functon ¹⁴以上。虽然一些试纸测试执行多个生物标记测定^15，它们的使用运行抵押品样品污染的风险，因为检测试剂直接接触试验样品。我们的设备克服了这一障碍并可以用来实现在一个单一的横向流动型沟道器件的多个比色分析。

此方法仅由靶分析物分子大小的限制。亚硝酸盐的R ²和LOD值比其他试验（BSA和尿胆素原）的，这表明我们的设备更适合低分子量分析^5（ 图4）大得多。

一些进一步的优化可能仍然以增强此设备用于临.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
牛血清白蛋白	Sigma-Aldrich，美国	编号 9048468	≥ 99%
亚硝酸盐	Sigma-Aldrich， 美国	编号 7632000	≥ 99%
尿胆素原	Santa Cruz Bio， 美国	编号SC-296690
柠檬酸盐	Sigma-Aldrich 美国	编号	6132043≥ 99%
四溴酚蓝	Sigma-Aldrich 美国	编号	4430255≥ 99%
磺胺	Sigma-Aldrich 美国	63741	≥ 99%
柠檬酸	Sigma-Aldrich 美国	编号 77929	≥ 99.5%
N-（1-萘基）乙二胺二盐酸盐	Sigma-Aldrich 美国	编号	1465254≥ 98%
4-（二甲胺）苯甲醛	AlfaAesar， 美国	编号 A11712	≥ 98%
甲基红钠盐	σ， 美国	114502	≥95%
溴乙蓝	sigma，美国	No. 114413	≥95%
资生堂清洁棉	资生堂，日本	No. 79014
色谱纸	GE Healthcare Whatman，英国斯普林菲尔德工厂	No. 30306132
塑料基材	层压膜，MAS	A4	216 毫米 x 303 毫米
扫描仪	Microtek Scanmaker	i2400
切纸	Life 切纸机	No.306
覆膜机	AURORA
复合膜	UNI LAMI	4 个