Name: Fabrication de dispositifs danalyse de coton (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 40 s
Description: Apprenez à fabriquer des dispositifs d'analyse en coton pour le diagnostic clinique. Cette méthode économique permet de détecter plusieurs analytes urinaires tout en réduisant significativement les risques de contamination.

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Ce travail a été soutenu en partie par des subventions du ministère de Taiwan de la science et de la technologie (MOST 104-2628-E-007-001-MY3 (CMC)), et Taichung Veterans General Hospital <span style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; font-size: 12.8px; font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: normal; letter-spacing: normal; line-height: normal; orphans: auto; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 1; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; display: inline !important; float: none; background-color: rgb(255, 255, 255);">(TCVGH-1056904C (MYH)).

ATTENTION: la pratique de l&#39;hygiène de laboratoire appropriée est requise. Les gants et les précautions universelles sont nécessaires lors de l&#39;utilisation de ce dispositif de POC. La contamination des résultats ou l&#39;infection peut se produire si les procédures de stérilisation adéquates ne sont pas effectuées correctement. 1. Préparer dispositifs de bandelettes de test <ol><li> Déterminer le caractère hydrophobe de la couche extérieure du coton de nettoyage par une mesure d&#39;angle de contact 8 (figure 3). </li><li> Fabriquez le dispositif d&#39; analyse à base de coton en coupant le nettoyage coton dans 5,5 cm x 1 cm avec un coupe-papier (figure 2A). </li><li> Percer des trous (ø = 0,5 cm) dans une feuille standard de film de lamination en rangées de trois; la distance séparant deux trous suivants est de 1 cm. NOTE: Jusqu&#39;à 36 bandelettes de test individuelles avec trois zones d&#39;essai chacun peuvent être réalisés en utilisant une feuille standard de film de plastification (5,5 cm x 2 cm) (figure 2B). </li><li> Sandwich du coton de nettoyage (characterized par hydrophobie extérieur et hydrophilie intérieur) entre deux morceaux de film de lamination, à savoir, la feuille de trou percé d&#39; un film de lamination sur un côté, et une feuille non forée du film de lamination (pas de trous) de l&#39;autre côté. Placez l&#39;ensemble dans une plastifieuse pour emballer l&#39;appareil. Cela améliore la résistance mécanique de l&#39;appareil, et fournit, une couche imperméable externe. NOTE: Les diamètres des trous se contracteront de 0,5 cm à 0,47 cm ~ après stratification. Quelques légers écarts demeurent entre le coton de nettoyage et le film de stratification sur le pourtour de chaque trou. Ces légères lacunes facilitent la mise en place de cercles de plaquettes de test réalisés dans une étape ultérieure. </li><li> Utilisez une paire de ciseaux pour couper des appareils individuels de bandelettes de test 5,5 cm x 1 cm de l&#39;ensemble, à savoir, la feuille de lamination foré / coton / feuille de lamination non forée &quot;sandwich&quot; (figure 2C). Faire 48 appareils au total pour créer des courbes standards comme décrit plus loin (18 appareilspour l&#39;essai de nitrite, de 15 dispositifs pour l&#39;essai de BSA, et 15 dispositifs pour le dosage de l&#39;urobilinogène). </li><li> Utilisez un couteau ou un rasoir tranchant pour couper une fente (comme un petit canal fluidique) à partir du centre de chaque zone d&#39;essai (non couvert par le film de lamination), à travers et à travers la couche hydrophobe de la zone d&#39;essai à la couche hydrophile du dispositif longitudinal, être prudent pour couper la moitié de la profondeur de l&#39;appareil pris en sandwich (figure 2D). </li><li> Appliquer des plages d&#39;essai de papier (ø = 0,5 cm) en les faisant glisser dans les fentes sur le périmètre de chaque trou dans la tôle (figure 2E). </li></ol> 2. Préparer les normes et indicateurs Solutions pour Urinalysis <ol><li> Préparer 10,0 mM solution mère nitrite en dissolvant le nitrite de sodium 69,0 mg dans 100 ml d&#39;eau désionisée (DI). Diluer la solution de nitrite de stocks dans de l&#39; eau DI pour créer une série de solutions de nitrite standard de concentration (2.500, 1.250, 625, 312, 156, et 78 uM) (Figure4A). </li><li> Préparer l&#39;albumine de sérum bovin (BSA) solution mère de 60 pM bovine en dissolvant 415 mg de BSA dans 100 ml d&#39;une solution de PBS (tampon phosphate 10 M, 0,0027 M de chlorure de potassium et 0,137 M de chlorure de sodium; pH 7,0). Diluer la solution mère de BSA dans de l&#39; eau DI pour créer une série de solutions BSA standard de concentration (30, 15, 7,5, 3,75 et 1,875 uM) (figure 4B). </li><li> Préparer 25 g / L urobilinogène solution mère en dissolvant 2,5 g urobilinogène dans 100 ml d&#39;eau DI. Diluer la solution stock urobilinogène dans l&#39; eau DI pour créer une série de solutions de concentration de urobilinogène standard (7,8, 15,6, 31,2, 62,5 et 125 mg / L) (figure 4C). </li><li> Préparer une solution contenant du nitrite d&#39;indicateur sulfanilamide 50 mM, acide citrique 330 mM, et 10 le N- (1-naphtyl) éthylènediamine. </li><li> Préparer une solution d&#39;indicateur BSA contenant 250 mM de solution de citrate de tampon (pH 1,8) et une solution 3,3 mM de bleu de tétrabromophénol dans 95% d&#39;éthanol. </li><li>Préparer une solution d&#39;indicateur contenant urobilinogène 0,1 M benzaldéhyde 4-diméthylamine. </li></ol> 3. Préparer Pads Indicateur <ol><li> Couper trois plaquettes de forme circulaire ou disques (ø = 0,5 cm) de papier chromatographique et insérer chacun d&#39;eux (un pour chaque essai sur la bande de trois test) sur chaque dispositif de bande de test pour créer une courbe standard de la solution (section 4). </li><li> A chacun des trois trous de film de stratification de l&#39;ensemble, observer un léger décalage entre le film de stratification et le tampon de test de coton sur les bords mêmes du trou découpé. A noter, le trou dans le film de stratification est légèrement plus petit en diamètre que le tampon de test de papier. NOTE: Ensemble, ces caractéristiques permettent au tampon d&#39;essai de papier à appliquer contre la partie de tampon de test de coton de l&#39;appareil afin que les bords de l&#39;essai de papier pad glisser dans la fente mince mentionnée, à savoir, sous les bords du trou de film de lamination. Cela maintient les plots de test de papier en place. </li><li> Préparer le Nitrite Assay partie du dispositif. <ol><li> Enduire le tampon de dosage de nitrite avec 4 pi de solution de nitrite d&#39;indicateur (préparé à l&#39;étape 2.4) et laisser sécher complètement à température ambiante. </li></ol></li><li> Préparer le total Portion Protein Assay de l&#39;appareil de détection. <ol><li> Enduire le pad totale d&#39;essai de protéine avec 4 pi de solution BSA indicateur (préparé à l&#39;étape 2.5) et laisser sécher complètement à température ambiante. </li></ol></li><li> Préparer la Portion Uroblinogen Dosage de l&#39;appareil de détection. <ol><li> Enduire le tampon de dosage uroblinogen avec 4 pi d&#39;indicateur de uroblinogen (préparé à l&#39;étape 2.6) et laisser sécher complètement à température ambiante. </li></ol></li></ol> 4. Créer des courbes standard pour l&#39;appareil d&#39;analyse à base de coton <ol><li> Pour chaque norme préparée, trempez la fin d&#39;absorption d&#39;un dispositif préparé (préchargé avec des indicateurs d&#39;essai (voir section 3.4)) dans la solution standard pendant 10 secondes (le volume d&#39;absorption ~200 - 300 pi) (figure 2f). </li><li> Placez le dispositif à base de coton dans un environnement ambiant pendant 10 min pour compléter les réactions colorimétriques (Figure 2F). Répétez chaque expérience en triple. </li><li> Balayez l&#39;appareil pour analyser le changement colorimétrique se produisant à chaque plot de test (Figure 2G). Lieu résultant plots de test sur la vitre d&#39;un scanner de bureau et de plots de test de numérisation en mode RVB avec 600 dpi de résolution d&#39;image. Enregistrer chaque image au format jpeg. </li><li> Analyser l&#39;image numérisée sur un ordinateur en utilisant un logiciel d&#39;analyse d&#39;image pour déterminer les intensités de couleur respectives (figure 2H). <ol><li> Télécharger le logiciel ImageJ à http://imagej.nih.gov/ij/. Ouvrez les fichiers d&#39;images numérisées. Sélectionnez l&#39;image dans les commandes de menu, puis sélectionnez &quot;Type&quot; pour convertir les images RVB à 8 bits en niveaux de gris. </li><li> Utilisez l&#39;outil &quot;Oval&quot; dans la barre d&#39;outils pour sélectionner la zone d&#39;analyse de tampon d&#39;essai. Sélectionnez &quot;Analyser&quot; dans le menu commands, et sélectionnez &quot;Mesure&quot; pour analyser l&#39;intensité des couleurs. Enregistrement signifie résultats d&#39;intensité. </li></ol></li><li> Établir les courbes standard de nitrite, des protéines totales, et des essais de urobilinogène (figure 2I). <ol><li> Indiquer différentes concentrations de nitrite standard, les protéines totales et les solutions de corrélation urobilinogène et les résultats moyennes d&#39;intensité sur un système de coordonnées à deux dimensions en utilisant un logiciel stastical. </li><li> Monter la courbe standard pour un essai de nitrite par un modèle quadratique et les courbes standard pour protéines et urobilinogène totaux des essais par des modèles de régression linéaire. </li></ol></li></ol> 5. Déterminer inconnu exemples Concentrations Utilisation établi des valeurs standard Courbe <ol><li> Pour déterminer le nitrite, des protéines totales, et les concentrations de urobilinogène dans des solutions inconnues, utiliser l&#39;appareil comme décrit pour la mesure des concentrations de solution standard et de substitution mesuré les résultats d&#39;intensité pour le nitrite, les protéines totales, et urobiessais de linogen dans les équations des modèles construits à l&#39;étape 2. </li></ol>

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</ol>

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents. S.C.L., C.M.K., F.G.T. et C.M.C. sont les inventeurs d’un brevet (brevet n° : US 8691162 B1) détenu par l’Université nationale de Tsing Hua sur la base des travaux rapportés dans ce manuscrit. S.C.L., C.M.K., F.G.T. et C.M.C. ont des brevets en instance à Taïwan et en Chine sur la base des travaux rapportés dans ce manuscrit. M.Y.H. ne déclare aucun conflit d’intérêts potentiel.

Les étapes critiques dans ce protocole inclus déterminer la combinaison appropriée de tissu de coton (avec plus ou moins hydrophobie / hydrophilie) et du papier filtre (papier filtre de chromatographie ou papier filtre quantitatif). Une conception de dispositif bien planifié et exécuté rend les meilleurs attributs de performance pour les essais colorimétriques. De nos résultats d&#39;analyse colorimétriques, le dispositif d&#39;analyse à base de coton présentée ici démontre un grand potentiel en tant que plate-forme pou...

Le développement du point-of-care (POC) Les dispositifs de diagnostic qui sont abordables, robuste et facile à utiliser est impératif pour l&#39; amélioration de 1,2 mondiale de la santé. En particulier, des dispositifs constitués de substrats de cellulose (par exemple, papier, fil, et coton) fournir des plates - formes analytiques prometteuses pour l&#39; analyse à faible coût en raison de leur omniprésence, l&#39; abordabilité, la facilité d&#39;utilisation, la robustesse et la capacité à fournir des résultats rapides 3-7. Ici, nous dévoilons le développement d&#39;un dispositif d&#39;analyse à base de coton qui utilise un format basé sur des flux latéral pour urinalysis. Ce dispositif d&#39;analyse à base de coton fournit une approche de détection alternatif avec plusieurs avantages clés: i) la fabrication avec l&#39;effort humain minimal; ii) un faible coût; iii) la capacité à utiliser pour effectuer de multiples dosages différents sans contamination croisée des préoccupations; iv . ) l&#39; indépendance du dispositif, à savoir la capacité à fonctionner sans l&#39; équipement et / ou d&#39; électricité supplémentaire; et v) Vitesse (essais colorimétriques peut être complété en 10 min). La structure de ce dispositif d&#39;analyse à base de coton peut être divisé en quatre parties: i) le coton qui est naturellement hydrophobe sur sa couche externe hydrophobe; ii) coton hydrophile qui est à l&#39;intérieur et sert de canal de transport pour évacuation de liquide; iii) un film de stratification qui se lie et comprime le coton utilisé, mais qui contient des trous forés pour le placement de tampons de réaction / test; et iv) des tampons d&#39;essai du papier de Chromatographie, qui sont revêtues / intégrés avec les réactifs, placés sur la surface extérieure du coton ( plus précisément, dans l&#39;espace foré sur le film de lamination) en tant que zones de réaction pour les essais colorimétriques ( par exemple, un nitrite, la protéine totale, le pH et des tests de urobilinogène) et l&#39;affichage des résultats. Le mécanisme sous-jacent de l&#39;essai est le suivant. Le dispositif d&#39;analyse à base de coton est marqué avec des lignes qui pénètrent à mi-chemin à travers le départementh du matériau en coton pour créer un canal d&#39;écoulement qui permet au fluide d&#39;échantillon pour atteindre les tampons réactifs utilisés. Le bord d&#39; absorption du dispositif d&#39; analyse est immergée dans l&#39;échantillon cible, après quoi la solution est mauvais le long du canal fluidique depuis l&#39;extrémité d&#39;absorption aux plots de test (figure 1). Parce que la force d&#39;absorption du tampon d&#39;essai est supérieure à celle du coton, des solutions absorbés par les plots de test sont bien contenus à l&#39;intérieur du papier de tampon d&#39;essai de sorte qu&#39;il n&#39;y a pas de refusion dans le canal fluidique, ainsi que les résultats colorimétriques deviennent ensuite fixés sur la matière de tampon de test. A la fin de la réaction, les résultats colorimétriques sont enregistrés au moyen d&#39;un scanner de bureau, et analysées au moyen du logiciel d&#39;analyse d&#39;images.

<table><tbody><tr><td>albumine sérique bovine</td><td>Sigma-Aldrich, n</td><td>° US 9048468</td><td>&ge ; 99 %</td></tr> <tr><td>nitrite&nbsp ;</td><td>Sigma-Aldrich, n° US</td><td>7632000</td><td>&ge ; 99 %</td></tr><tr><td>urobilinogène&nbsp ;</td><td>Biographie de Santa Cruz,</td><td>n° US SC-296690</td><td></td></tr><tr><td>citrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N° U.S. 6132043</td><td>&ge ; 99 %</td></tr> <tr><td>bleu tétrabromophénol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N° U.S. 4430255</td><td>&ge ; 99 %</td></tr> <tr><td>sulfanilamide</td><td>Sigma-Aldrich N° U.S</td><td>. 63741</td><td>&ge ; 99 %</td></tr> <tr><td>d’acide citrique&nbsp ;</td><td>Sigma-Aldrich U.S</td><td>. n° 77929</td><td>&ge ; 99,5 %</td></tr><tr><td>&nbsp ; Chlorhydrate de N-(1-naphtyl)éthylènediamine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>N° 1465254</td><td>&ge ; 98%</td></tr><tr><td>4-(Diméthylamine)benzaldéhyde</td><td>AlfaAesar, n° U.S</td><td>. A11712</td><td>&ge ; 98 %</td></tr><tr><td>Sel sodique rouge de méthyle</td><td>sigma,</td><td>n° U.S. 114502</td><td>&ge ; 95 %</td></tr> <tr><td>Bromothyle blue</td><td>sigma,</td><td>n° 114413</td><td>&ge ; 95 %</td></tr><tr><td>Shiseido Cleansing Cotton</td><td>Shiseido, Japon</td><td>n° 79014</td><td></td></tr><tr><td>papier de chromatographie</td><td>GE Healthcare Whatman, Springfield Mill, UK</td><td>n° 30306132</td><td></td></tr><tr><td>film de laminage</td><td>de substrat plastique</td>, MAS <td>A4</td><td>216 mm x 303 mm</td></tr><tr><td>scanner</td><td>microtek scanmaker</td><td>&nbsp ; Coupe-papier i2400</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Coupe-papier Life</td><td>No.306</td><td></td></tr><tr><td>plastifieuse</td><td>AURORA&nbsp ;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>film laminateur</td> LM4231H <td>UNI LAMI&nbsp ;</td><td>4A</td><td></td></tr></tbody></table>

fabrication de dispositifs d&#39;analyse de coton

Fabricating Cotton Analytical Devices

Un dispositif d&#39;analyse robuste, à faible coût devrait être rapide et abordable et facile à utiliser. De tels dispositifs devraient également être en mesure de fonctionner avec des échantillons rares et fournir des informations pour le suivi du traitement. Ici, nous démontrons le développement d&#39;une analyse d&#39; urine à base de coton (c. -à- nitrite, protéines totales, et urobilinogène essais) dispositif d&#39; analyse qui utilise un format basé sur l&#39; écoulement latéral, et est peu coûteux, facile à fabriquer, rapide, et peut être utilisé pour effectuer plusieurs tests sans soucis de contamination croisée. Coton se compose de fibres de cellulose possédant des propriétés absorbantes naturelles qui peuvent être mises à profit pour l&#39;analyse basée sur les flux. Le processus simple mais élégante fabrication de notre dispositif d&#39;analyse à base de coton est décrite dans cette étude. L&#39;agencement de la structure de coton et de test de tampon tire profit de l&#39;hydrophobie et la résistance d&#39;absorption de chaque matériau. En raison de ces caractéristiques physiques, les résultats colorimétriques peuvent adhérer constamment à l&#39;épreuvetampon. Ce dispositif permet aux médecins de recevoir des informations cliniques en temps opportun et montre un grand potentiel comme outil d&#39;intervention précoce.

Nous avons démontré avec succès le développement de dispositifs d&#39; analyse à base de coton à l&#39;aide disponible dans le commerce de coton de nettoyage caractérisée par hydrophile (partie intérieure) et (partie extérieure) des propriétés hydrophobes (Figure 1A). La figure 3 montre les résultats de mesure d&#39;angle de contact. L&#39;interface hydrophobe de coton extérieur était 127,35 ° ± 4,73 °. Du point de vue conviviale, les tests colorimétriqu...

Pour étudier des approches de fabrication simples répondant à de multiples besoins de dosage, nous avons créé un système de canaux absorbant les fluides en coton. Ce dispositif a été utilisé pour établir une plate-forme de détection multiple et résoudre les problèmes de contamination qui affectent généralement les dispositifs biomédicaux à flux latéral, pour l’analyse d’urine clinique de nitrite, de protéines totales et d’urobilinogène.

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A robust, low-cost analytical device should be user-friendly, rapid, and affordable. Such devices should also be able to operate with scarce samples and ...

L'objectif général de ce protocole est de fabriquer un dispositif analytique à partir d'un matériau facilement accessible, le coton, afin de l'utiliser pour votre analyse. Le principal avantage de cette technique réside dans la facilité de fabrication du dispositif. Il est très peu coûteux, peut être utilisé pour plusieurs tests et s'assemble rapidement.La méthode analytique utilisant le dispositif est sensible à la détection de la contamination de l'échantillon et de la réaction. La procédure sera démontrée par Shang-Chi Lin, qui a joué un rôle clé dans l'innovation de cette méthode. Commencez par préparer les dispositifs de bandelette de test.Commencez par déterminer l'hydrophobicité du coton de nettoyage destiné aux bandelettes réactives à l’aide d’une mesure standard de l’angle de contact avec des gouttelettes d’eau déionisée. Ensuite, commencez la fabrication du dispositif analytique à base de coton en découpant le coton de nettoyage en morceaux de 5,5 centimètres sur un centimètre. Utilisez un coupe-papier.L'étape suivante consiste à percer des séries de trois trous de 0,5 centimètre de diamètre dans une feuille de film de plastification. Percer les trous en rangées, avec un

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Les métamatériaux à des fréquences térahertz offrent des occasions uniques, mais sont difficiles à fabriquer en vrac. Nous adaptons la procédure de fabrication des fibres de polymère optique microstructurée à peu de frais fabriquer des métamatériaux potentiellement à l'échelle industrielle. Nous produisons des fibres de polyméthacrylate de méthyle contenant ~ 10 um de diamètre des fils d'indium séparées par environ 100 um, qui présentent une réponse plasmonique térahertz.

Les métamatériaux Fabricating aide de la méthode de tirage de fibre

Nous décrivons une méthode de fabrication de films polymères de grande surface (jusqu’à 13 cm de diamètre) et ultraminces (aussi minces que 8 nm). Au lieu d’utiliser une couche intermédiaire sacrificielle pour délaminer le film de son substrat, nous utilisons un traitement de surface auto-limitatif adapté aux surfaces arbitrairement grandes.

Fabrication de grande Zone de libre-debout ultraminces films polymères

Dans cet article, nous présentons un protocole pour déposer sélectivement des matières organiques sur les textiles, ce qui permet l'intégration directe des dispositifs électroniques organiques avec wearables. Les dispositifs fabriqués peuvent être pleinement intégrés dans le textile, en respectant leur aspect mécanique et permettant des capacités de détection.

Une méthode de fabrication simple et évolutive pour les dispositifs électroniques organiques sur les textiles

Un protocole pour la filature de microfluidique et la caractérisation de la microstructure de monofilament de fibroïne de soie régénérée est présenté.

Microfluidique sec-spinning et caractérisation des fibres régénérées fibroïne de soie

L’objectif principal de l’étude est d’élaborer un protocole pour préparer des échantillons conformes pour les essais mécaniques précis des fibres d’aramide de copolymère haute résistance, en enlevant une couche et démêler les brins de fibres individuelles sans introduire d’importantes dégradation chimique ou physique.

Démêler les fibres d’aramide de copolymère haute résistance afin de permettre la détermination de leurs propriétés mécaniques

Un protocole de fabrication d’un appareil pour sécher simultanément plusieurs cellules optiques est présenté.

Fabrication d’une cellule optique séchoir pour les cellules d’analyse spectroscopique

Ce protocole décrit un processus simple qui utilise des micro-moules en plastique pratiques pour des opérations simples de microgaufrage afin de fabriquer des microcanaux sur du papier de cellulose nanofibrillé, atteignant une largeur minimale de 200 μm.

Microgaufrage : un procédé pratique pour la fabrication de microcanaux sur la microfluidique à base de papier nanocellulosique

Apprenez à fabriquer des dispositifs d'analyse en coton pour le diagnostic clinique. Cette méthode économique permet de détecter plusieurs analytes urinaires tout en réduisant significativement les risques de contamination.

Fabrication de dispositifs d'analyse de coton

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