开源微型氟度计，以监测资源有限设置中的实时异热核酸放大反应

这种方法允许没有电子专业知识的个人制造这种氟度计等仪器，用于同热核酸的放大和检测，这对分子诊断至关重要。该技术的主要优点是，该系统可以完全组装从市售材料和开源软件在低成本。这种氟度计可用于多种等热放大方法。

这一点很重要，因为同热放大方法越来越多地用于检测各种传染性和遗传性疾病。要组装光学外壳，请将 3/16 英寸长的 4-40 线程插入光学外壳底部 STL 件顶部的孔中，并将 1/4 英寸长的 4-40 线程插入到该件的所有其他孔中。将中心测试板插入外壳的顶腔，五个引脚朝向顶部，最接近设备的中轴，用 3/16 英寸长的 4-40 螺丝固定测试板。

将其中一个 20 毫米焦距透镜放在中心测试板下方的区域，凸面朝向设备底部，远离测试板。要创建第一个配置，将长传滤镜放入 20 毫米焦距镜头下的下一节。要创建第二个配置，请将两个黄色排放滤芯放入镜头下方的部分。

要创建第一个配置，将二色镜放入包中心附近的对角线部分，同时观察制造商指定的滤镜方向。要创建第二个配置，将光束拆分器放入对角部分。根据配置，将第二个 20 毫米焦距透镜放入 Dichroic 镜或光束分离器下方的部分，凸面侧指向设备顶部。

要创建第一个配置，请将激发滤镜放在 dichroic 镜右侧的区域，确保箭头指向 dichroic 镜。要创建第二个配置，请将一个蓝色激发滤芯放入光束分离器右侧的部分。将 15 毫米焦距镜头放在激发滤镜的右侧，凸面朝向二色镜。

并将 LED 放入打印的剩余部分，LED 朝向朝向分光镜或光束分离器，具体取决于配置。确保从 LED 引出的两根电线插入凹槽通道，以便打印紧密关闭。并重复设置为3D打印件的另一侧。

然后将包的上半部分挤压到包的下半部分的凹槽中，用光学元件关闭片断的空侧。并将零件与 3/8 英寸长的 4-40 螺丝一起固定。要组装电子产品和触摸屏，将两个迷你面包板连接起来，并将微控制器放入其中一个面包板中，确保微控制器的微 USB 端口朝外。

要连接 LED 调制，将 LED+驱动程序的 CTL 销连接到微控制器的数字引脚。并将 LED 驱动程序的 LED 引脚固定在微控制器的 GND 引脚上。取出面包板背面的塑料盖，将面包板的粘合背压到 3D 打印部分，将组合面包板连接到 LCD 屏幕支架 STL 打印件背面的内部。

用 1 英寸长的 4-40 螺丝将液晶屏架与组装好的面包板固定在光学外壳内。要连接 LED 电源，将 LED 驱动程序的 LED 正引脚连接到第一个 LED 的正线。并将第一个 LED 的负线连接到面包板上第二个 LED 的正线。

将第二个 LED 的负线连接到 LED 驱动程序的 LED 销。要连接 LED 电源，请使用桶插孔到 2 针适配器，将 10 伏电源的正负电线分别连接到 LED 驱动程序的 VIN+和 VIN 销。要连接传感器测试板电源和数据传输，请使用 4 针女性到男性跳线将 SCK、SDA、VDUT 和 GND 销连接到微型面包板，通过 LCD 支架打印右上角的间隙。

在面包板上，确认两个测试板的微控制器和 VDUT 引脚的 3.3 伏针、微控制器的 GND 引脚和两个测试板的 GND 引脚、微控制器的模拟 4 针和两个测试板的 SDA 引脚以及微控制器的模拟 5 针，两个测试板的SCK引脚都连接在一起。使用四个 M2.5 螺丝将单板计算机固定在 LCD 屏幕支架上，单板计算机的 HDMI 和电源适配器端口朝上，单板计算机以 3D 打印部分为中心。然后根据触摸屏说明将触摸屏显示屏连接到单板计算机。

并将单板计算机的 HDMI 端口连接到触摸屏的 HDMI 端口。要记录实时荧光数据，在热块打开并达到适当的温度后，在单板计算机上通电，并使用微 USB 到 USB 电缆将单板计算机连接到微控制器。打开触摸屏上提供的 Python 脚本并更改测量时间。

将可变输出文件路径更改为程序生成的数据文件的名称。并将串行端口变量更改为所需的值。放置两个包含反应的 PCR 管，以便监测到热块中。

并将荧光计放在热块上，PCR 管集中在从每个光学通道挤出的四个钉子之间。在确认附加了 3D 打印的氟度计后，插入 LED 的电源适配器并启动 Python 程序。LCD 屏幕上将显示一个图形用户界面，用于测量两个 PCR 管中的实时荧光。

在实验结束时，查看保存在用户定义位置的测量和输出数据文件。组装后，可以通过测量 FITC 染料稀释系列的荧光来验证荧光计的性能。在这个具有代表性的分析中，氟度计的两个通道都显示出在所需范围内的线性反应。

此处显示了重组酶聚合酶放大阳性的基线减去荧光，以及在荧光计第二个配置上测量的标准商业套件的负控制反应。荧光计第一次配置的SARS-COVID-2 RNA自定义反向转录循环介质等热放大反应的实时荧光测量表明，放大在临床相关RNA拷贝数范围内按预期进行。在全球供应链十分紧张的时候，像这种氟度计这样的开源设备可以帮助我们减少与大流行相关的一些健康不平等。