30 août 2016
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.
L’objectif global de ce protocole est de fabriquer un dispositif analytique à partir d’un matériau facile à trouver, le coton, à utiliser pour votre analyse. Le principal avantage de cette technique est que l’appareil est facile à fabriquer. Il est très peu coûteux, peut être utilisé pour plusieurs tests et est rapide à assembler.
La méthode d’analyse avec l’appareil est sensible à la détection de la contamination de l’échantillon et de la réaction. Shang-Chi Lin, qui a joué un rôle déterminant dans l’innovation de la méthode, fera la démonstration de la procédure. Commencez par préparer les bandelettes de test.
Tout d’abord, déterminez l’hydrophobicité du coton nettoyant pour les bandelettes de test à l’aide d’une mesure standard de l’angle de contact avec des gouttelettes d’eau déminéralisée. Ensuite, commencez à fabriquer l’appareil d’analyse à base de coton en coupant le coton nettoyant en morceaux de 5,5 centimètres sur un centimètre. Utilisez un coupe-papier.
L’étape suivante consiste à percer des ensembles de trois trous de 0,5 centimètre de diamètre dans une feuille de film de laminage. Percez les trous en rangées avec un centimètre entre les trous. Chaque ensemble de trous forme une bande de test, et jusqu’à 36 bandes peuvent être ajustées sur une feuille standard de film de laminage.
Ensuite, prenez en sandwich le coton nettoyant entre la feuille de film de laminage percée et une feuille de film de laminage non percée. Ensuite, utilisez une plastifieuse standard pour emballer l’appareil. Maintenant, coupez des dispositifs individuels de bandelettes de test de 5,5 par centimètre de l’assemblage.
Pour faire des courbes standard de trois solutions d’essai, 48 bandelettes sont nécessaires. Sur chaque zone d’essai, utilisez une lame tranchante pour faire un petit canal entre le centre de chaque zone d’essai et la couche hydrophile de l’appareil longitudinal. Veillez à ne couper qu’à mi-chemin de l’appareil.
Maintenant, insérez des disques de papier de chromatographie d’un demi-centimètre de diamètre dans chacun des trois trous. Le film de laminage doit avoir une petite lèvre sous laquelle les bords du tampon peuvent être rentrés dans la surface. Pour une bandelette d’analyse d’urine, enduire les tampons de dosage de nitrite d’une solution indicatrice de nitrite.
Enduire le tampon de dosage des protéines avec une solution indicatrice BSA. Et enduire le tampon de dosage de l’urobilinogène avec l’indicateur d’urobilinogène. Laissez les bandes sécher complètement à la température ambiante avant de continuer.
Pour chaque étalon préparé, tremper l’extrémité absorbante d’un dispositif préparé dans la solution étalon pendant dix secondes. Chaque bandelette doit absorber 200 à 300 microlitres de solution. Préparez trois bandelettes de test pour chaque concentration étalon testée.
Attendez dix minutes pour que la réaction colorimétrique se termine à température ambiante. Maintenant, scannez les appareils pour analyser la couleur de chaque tampon de test. Utilisez un scanner de bureau en mode RVB et à 600 dpi.
Analysez l’image numérisée à l’aide d’un logiciel standard tel qu’ImageJ. Après avoir ouvert les fichiers d’image numérisés, sélectionnez l’image dans les commandes de menu et sélectionnez Type pour convertir les images RVB en niveaux de gris 8 bits. Ensuite, utilisez l’outil ovale dans la barre d’outils pour sélectionner la zone d’analyse du tampon de test.
Ensuite, sélectionnez Analyser dans les commandes de menu, puis sélectionnez Mesurer pour analyser l’intensité des couleurs. À partir des résultats d’intensité moyenne, faites les courbes standard pour les essais. Dans ce cas, ajustez la courbe standard pour le dosage des nitrites à l’aide d’un modèle quadratique, et ajustez les courbes standard pour les protéines totales et l’urobilinogène à l’aide de modèles de régression linéaire.
Sur l’interface hydrophobe du dispositif fabriqué, l’angle de contact au niveau extérieur du coton a été mesuré à 127 degrés, à 5 degrés près. À l’aide de ces appareils, des courbes standard ont été réalisées afin d’établir les limites de détection pour chaque essai. Pour les nitrites, la limite de détection était de 0,147 millimolaire.
Pour l’albumine sérique bovine, la solution d’essai protéique, la limite de détection était de 3,7 micromolaires. Pour l’urobilinogène, la limite de détection était de 4,9 milligrammes par litre. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la fabrication d’appareils de diagnostic en coton avec l’hydrophobicité de la couche externe qui aide à éviter la contamination.
Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une ou deux heures, si elle est bien exécutée. Lors de cette procédure, il est important de déterminer l’hydrophobicité de la couche externe du coton nettoyant en mesurant l’angle de contact.
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Cette étude présente un système de canal absorbant les fluides fabriqué à partir de coton, conçu pour des applications de dosage multiples. Le dispositif permet de résoudre les problèmes de contamination fréquents dans les dispositifs biomédicaux basés sur l'écoulement latéral, notamment pour l'analyse urinaire clinique.
Ce dispositif analytique à base de coton offre une solution peu coûteuse et rapidement déployable pour la détection multiparamétrique dans les environnements à ressources limitées. En exploitant les propriétés naturelles d'absorption et d'hydrophobicité des fibres de cellulose, la plateforme permet des tests immunochromatographiques résistants à la contamination destinés à l'analyse urinaire clinique. Sa simplicité et sa capacité d'adaptation à l'échelle soutiennent le criblage précoce de biomarqueurs ainsi que les flux de travail de développement d'analyses en recherche et développement biopharmaceutiques.
L'appareil s'intègre aux flux de travail allant de la découverte précoce à la phase préclinique en offrant une méthode rapide et peu contraignante pour la quantification d'analytes urinaires, soutenant ainsi les décisions d'orientation (go/no-go) lors de l'identification des composés candidats.