Method Article

Fabbricazione di dispositivi microfluidici basati su carta tridimensionale per gli immunodosaggi

DOI:

10.3791/55287

⸱

March 9th, 2017

 ,  , 
1Department of Chemistry, Tufts University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Noi dettaglio un metodo per fabbricare dispositivi microfluidici cartacei tridimensionali per uso nello sviluppo di saggi immunologici. Il nostro approccio per il montaggio del dispositivo è di tipo multistrato, fabbricazione additiva. Dimostriamo un immunodosaggio a sandwich per fornire risultati rappresentativi per questi tipi di dispositivi basati su documenti cartacei.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Carta stoppini fluidi autonomamente a causa di un'azione capillare. Con patterning carta con barriere idrofobiche, il trasporto di fluidi può essere controllato e diretto all'interno di uno strato di carta. Inoltre, accatastamento più strati di carta modellata crea sofisticate reti microfluidica tridimensionali in grado di supportare lo sviluppo di test analitici e bioanalitici. dispositivi microfluidici cartacei sono economici, portatile, facile da usare, e non richiedono apparecchiature esterne ad operare. Di conseguenza, sono titolari di una grande promessa come una piattaforma per la diagnostica point-of-care. Per valutare correttamente l'utilità e prestazioni analitiche dei dispositivi cartacei, devono essere sviluppati metodi idonei a garantire la loro fabbricazione è riproducibile e in una scala che è appropriato per applicazioni di laboratorio. In questo manoscritto, un metodo per fabbricare un dispositivo un'architettura generale che può essere utilizzato per gli immunodosaggi cartacei è descritto. Usiamo una forma di manufacturin additivog (multi-strato di laminazione) preparare dispositivi che comprendono più strati di carta modellata ed adesivo modellato. Oltre a dimostrare il corretto utilizzo di questi dispositivi microfluidici cartacei tridimensionali con immunoenzimatico per gonadotropina corionica umana (hCG), errori nel processo di fabbricazione che possono causare errori del dispositivo sono discussi. Ci aspettiamo che questo approccio alla produzione di dispositivi basati su carta troverà ampio programma di utilità per lo sviluppo di applicazioni analitiche progettate specificamente per le impostazioni limitato di risorse.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La carta è ampiamente disponibile in una gamma di formulazioni o gradi, può essere funzionalizzato per sintonizzare le proprietà e può trasportare fluidi autonomamente tramite azione capillare o traspirazione. Se la carta viene modellato con una sostanza idrofoba (ad esempio, photoresist 1 o cera 2), l'assorbimento di fluidi può essere controllato spazialmente all'interno di uno strato di carta. Ad esempio, un campione acquoso applicata può essere diretto in un numero di zone diverse di reagire con reagenti chimici e biochimici memorizzati all'interno della carta. Questi dispositivi microfluidici cartacei hanno dimostrato di essere una piattaforma utile per lo sviluppo di saggi analitici portatili ed economiche 3, 4, 5, 6, 7. Applicazioni di dispositivi microfluidici basati su carta includono point-of-care diagnosticaef "> 8, il monitoraggio di contaminanti ambientali 9, l'individuazione di farmaci contraffatti 10, e l'assistenza sanitaria delocalizzato (o" telemedicina ") in alcune risorse impostazioni 11.

Strati di carta modellata possono essere assemblati in un dispositivo integrato in cui le zone idrofile da strati vicini (cioè, al di sopra o al di sotto) si collegano a formare reti fluidici continui la cui ingressi e le uscite possono essere accoppiati o sinistra indipendente. 12 Ogni strato può comprendere un modello unico, che permette la separazione spaziale dei reagenti e analisi multiple da eseguire su un singolo dispositivo. Il dispositivo di microfluidica risultante tridimensionale non è solo in grado di traspirazione fluidi per consentire saggi analitici (per esempio, la funzione epatica mette alla prova 13 e la rilevazione elettrochimica di piccole molecole 14), ma può anche supporta una serie di funzioni sofisticate (ad esempio, le valvole 15 e semplici macchine 16) comuni agli approcci tradizionali microfluidici. Importante, perché la carta stoppini fluidi per azione capillare, questi dispositivi possono essere utilizzati con il minimo sforzo da parte dell'utente.

Poiché i reagenti possono essere memorizzati all'interno dell'architettura tridimensionale di un dispositivo cartaceo, protocolli complessi possono essere ridotte ad una singola aggiunta di campione acquoso a un dispositivo. Recentemente, abbiamo introdotto un'architettura dispositivo tridimensionale generale che può essere utilizzato per lo sviluppo di immunodosaggi cartacei utilizzando la tecnica della cera-stampa per creare strati fantasia. 17, 18 Questi studi si sono concentrati su come aspetti relativi alla progettazione del dispositivo numero di strati sovrapposti utilizzati, composizione degli strati, e il modello del microfluidica rete controllata pro complessiva tridimensionaleprestazioni del immunologico. In definitiva, siamo stati in grado di utilizzare queste regole di progettazione per facilitare il rapido sviluppo di un test immunologico multiplex 19. In questo manoscritto, un immunodosaggio precedentemente sviluppato per gonadotropina corionica umana (hCG; ormone della gravidanza) 17 viene utilizzato come esempio per illustrare le strategie che abbiamo sviluppato per l'assemblaggio e la fabbricazione di immunodosaggi cartacei tridimensionali. Di conseguenza, grazie al montaggio e funzionamento di un dispositivo piuttosto che lo sviluppo di un saggio.

In un immunodosaggio a sandwich, che è il formato utilizzato per rilevare hCG, un anticorpo di cattura specifico per una subunità dell'ormone è rivestita su un substrato solido, che viene poi bloccato per limitare l'adsorbimento non specifico di un campione o di ogni reagente. Questo substrato è più spesso una micropiastra di polistirene (ad esempio, per un saggio di immunoassorbimento enzimatico o ELISA). Il campione è quindiaggiunto ad un pozzo e lasciato incubare per un periodo di tempo. Dopo rigorosa lavaggio, viene aggiunto un anticorpo specifico per l'altra subunità di hCG e lasciata incubare. Questo anticorpo di rilevazione può essere coniugato ad una colloidale di particelle, enzima, o fluoroforo per produrre un segnale misurabile. Il pozzo è ancora una volta lavato prima di interpretare i risultati di un test (ad esempio, utilizzando un lettore di piastre). Mentre kit commerciali si basano su questo processo multistep tempo, tutte queste operazioni possono essere eseguite rapidamente in dispositivi microfluidici cartacei con un intervento minimo per l'utente.

Il dispositivo usato per la immunodosaggio hCG comprende sei strati attivi, che sono, dall'alto verso il basso, utilizzate per l'aggiunta del campione, stoccaggio coniugato, incubazione, la cattura, lavaggio, e blot (Figura 1). Lo strato aggiunta del campione è costituito da carta da filtro qualitativa. Essa facilita l'introduzione di un campione liquido e protegge i reagenti nel laye coniugator dalla contaminazione dell'ambiente o contatto accidentale dall'utente. Lo strato coniugato (carta da filtro qualitativa) contiene il reagente colorato-produzione (ad esempio, anticorpi marcato con oro colloidale) per immunodosaggio. Lo strato di incubazione (carta da filtro qualitativa) consente il campione di viaggiare lateralmente nel piano della carta di promuovere legame dell'analita con reagenti prima di raggiungere lo strato successivo, lo strato di acquisizione. Lo strato di acquisizione (membrana di nylon) contiene ligandi specifici per l'analita adsorbito al materiale. Dopo il test viene completato, questo strato è rivelato per consentire la visualizzazione del immunocomplesso completata. Lo strato di lavaggio (carta da filtro qualitativa) richiama i liquidi in eccesso, tra cui reagenti coniugato libero lontano dalla faccia dello strato di cattura nello strato macchia (cromatografia su carta spessa). Il dispositivo a sei strati è tenuto insieme da cinque strati di fantasia, biadesivo: quattro strati di adesivo permanente mantenere l'integrità del assemDispositivo dissanguati e uno strato di adesivo removibile facilita sbucciatura del dispositivo per controllare i risultati del saggio immunologico sullo strato di acquisizione.

Ai fini di questo manoscritto, usiamo solo campioni di controllo positivi e negativi di hCG (0 mIU / ml e 81 mIU / ml, rispettivamente) per fornire risultati rappresentativi di un immunodosaggio cartaceo, che permette una discussione dedicato del rapporto tra metodi di fabbricazione e le prestazioni di un dispositivo. Oltre a dimostrare come fabbricare dispositivi con successo, si segnalano diversi errori di fabbricazione che potrebbero portare al fallimento di un dispositivo o di risultati del test non riproducibili. Il protocollo e la discussione dettagliato in questo manoscritto forniranno ai ricercatori informazioni preziose sul modo in cui saggi immunologici cartacei sono progettati e fabbricati. Mentre ci concentriamo la nostra manifestazione del test immunologici, ci aspettiamo che le linee guida qui presentate saranno ampiamente utile per la produzione di Tridimennale cartaceo dispositivi microfluidici.

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Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Preparazione dei Livelli dispositivo a microfluidi Paper-based

  1. Preparare modelli per strati di carta, nylon, e l'adesivo con un programma di software di progettazione grafica. 6 Ogni strato può avere un modello diverso.
    NOTA: Il modello può comprendere fori di allineamento non necessari per un immunodosaggio cartaceo funzionale, ma assisterla nella fabbricazione riproducibile di dispositivi tridimensionali. Il posizionamento di questi fori sarà diverso se i dispositivi sono assemblati singolarmente, in strisce, o come fogli interi. Il programma software utilizzato per la progettazione di modelli può variare in base alla scelta della tecnica patterning (ad esempio, la fotolitografia, la stampa della cera, o il taglio). 6
  2. Spruzzare la zona di lavoro con una soluzione di 70% (v / v) etanolo e acqua. Pulire l'area di lavoro con un tovagliolo di carta pulito.

2. Preparazione di strati di carta: Campione Inoltre, coniugato bagagli, incubazione, e livelli di lavaggio

  1. Preparare strati di carta da filtro qualitativa che utilizzano una grande taglierina da tavolo. Tagliare un foglio stock di carta in un formato carta standard per facilitare patterning utilizzando una stampante a inchiostro solido (cera). Per esempio, un singolo foglio 460 x 570 mm 2 può fare 4 fogli di carta US Letter (8,5 x 11 pollici 2). Gestire la carta con i guanti puliti in ogni momento per minimizzare la contaminazione.
  2. Caricare un foglio singolo di carta per cromatografia nel vassoio della stampante. Stampa strati precedentemente progettati (vedere Figura 1).
    NOTA: Un modello può essere stampato direttamente su questa scheda utilizzando la alimentazione automatica. Solo un foglio di carta deve essere stampato in un momento per evitare inceppamenti. Per tutti i livelli, utilizzare le impostazioni di stampa "avanzate".

3. Preparazione di Nylon strato di membrana: Strato Capture

  1. Tagliare il rotolo magazzino di membrana di nylon in fogli (7,5 x 10 pollici 2) utilizzando un taglierino da tavolo. Fare molta attenzione nel maneggiare il nylonmembrana per mantenere la sua integrità e la protezione contro lo strappo. Conservare il materiale non utilizzato in un armadio essiccatore, come le membrane di nylon sono sensibili all'umidità.
    NOTA: Tagliare fogli sono più strette rispetto alla carta US Letter. Poiché membrane di nylon sono sottili e fragili, non possono essere elaborati dal stampante direttamente e richiedono supporto. I dettagli sono discussi di seguito.
  2. Utilizzando una stampante di cera, stampare un motivo strato di acquisizione su un foglio di carta da copia e nastro ad una scatola luminosa per servire da guida per il posizionamento della membrana di nylon. La scatola luminosa aiuta l'allineamento di più livelli.
  3. Posizionare un foglio di carta da copia sul foglio precedentemente stampato su carta da copia. Tape il foglio di carta al light box, ma non a nastro i due fogli insieme.
  4. Posizionare un foglio singolo di membrana di nylon sul pezzo di carta pulito copia. Assicurarsi che la membrana copre l'area stampata dello strato inferiore di carta da copia. Nastro tutti e quattro i lati della membrana di nylon al fogliodi carta da copia.
    NOTA: Assicurarsi che la membrana di nylon è piatta e liscia in modo che non ci sono problemi con la stampa (ad esempio, inceppamenti della carta o la stampa irregolare di cera). Cera può essere stampato sul nastro in cui la membrana di nylon è attaccato alla carta da copia. In questo caso, le aree in cui non è completamente in nylon modellata a causa della copertura del nastro deve essere eliminata. Per i preparati futuri, grandi pezzi di membrana di nylon possono essere usati per evitare questo errore di stampa.
  5. Caricare un foglio di membrana di nylon (supportato dalla carta da copia fissata ad esso) nel vassoio della stampante alimentazione manuale. Stampa un solo foglio di membrana di nylon alla volta.
    NOTA: Non ci sono passi di preparazione richieste per lo strato di macchia, in quanto non è modellata.

4. La creazione di barriere idrofobi nel layer stampato

  1. Tape strati stampati su un telaio acrilica per riscaldare anche sopra e sotto il livello quando posta in un forno a convezione per gravità. Mantenere la membrana di nylon nastro ail foglio di supporto di carta da copia fino a dopo la cera viene fusa e si formano barriere idrofobiche.
    NOTA: Il telaio in acrilico è un pezzo su misura tagliato al laser di 1/2 ".. Plastica acrilica di spessore Due taglie a seconda del numero di dispositivi essere fabbricati sono stati utilizzati il ​​bordo esterno della cornice più piccola misura 11 5/8" x 2 3/4 ", e il foro interno del telaio misura 10 3/8" x 1 3/4 ". il bordo esterno del telaio più grande misura 11 5/8" x 8 7/8 ", e l'interno foro del telaio misura 10 1/4 "x 7 7/8". lo spazio interno aperto permette anche la fusione della cera attraverso l'intero spessore della carta.
  2. Posizionare i livelli nel forno a 150 ° C per 30 sec che la cera si scioglie nello spessore della carta. Verificare che la cera ha permeato lo spessore della carta capovolgendolo e controllo per imperfezioni nel disegno.
    NOTA: forzata forni ad aria o piastre possono anche essere utilizzati per sciogliere l'inchiostro cera solida. tempi di fusioneo temperature possono variare a seconda del metodo di riscaldamento.
  3. Rimuovere la carta e membrana di nylon dal telaio acrilico. Inoltre, rimuovere la membrana di nylon dal foglio di supporto della carta da copia.

5. Preparazione di strati adesivi

  1. Motivo fogli su due lati di pellicole adesive utilizzando un plotter coltello robotico, utilizzando file di progettazione precedentemente preparati (passo 1.1). Proteggere qualsiasi superficie adesiva esposta utilizzando un foglio di rivestimento di cera.
    NOTA: Il biadesivo deve essere modellato con fori che consentono il campione di fluire attraverso gli strati come un percorso fluidico continuo. Il liner cera viene facilmente rimosso dal collante, e serve per proteggerlo dalla contaminazione e lacerazione durante il taglio. Una taglierina laser o stampo della pressa può essere utilizzato anche per strati modello di pellicole adesive.

6. Supporto di strati di periferica con adesivo

  1. Spruzzare la luce casella con una soluzione di 70% (v / v) etanolo e acqua. Pulire con una carta t pulitoowel.
  2. Nastro uno strato fantasia di carta o membrana di nylon che ha bisogno di essere sostenuta con adesivo sul light box con il lato stampato verso il basso.
  3. Peel un lato del rivestimento protettivo dal foglio modellato di adesivo e applicarla allo strato di carta o membrana di nylon. Utilizzare la casella di luce per garantire il corretto allineamento dei modelli. Press insieme. Posizionare il dispositivo parzialmente assemblato in uno slittamento di protezione.
    NOTA: Lo slittamento di protezione è un pezzo piegato di supporto in film di laminazione che protegge i dispositivi da contaminazione o danni, garantendo che essi non entrino in contatto i rulli laminatore.
  4. Passare il gruppo a due strati risultante attraverso un laminatore automatico per premere completamente l'adesivo e carta insieme, rimuovendo eventuali sacche di aria dagli strati comunicanti.
    NOTA: sacche d'aria tra gli strati del dispositivo possono interferire con l'integrità del dispositivo e traspirante riproducibilità causando perdite.

7. Il trattamento di coniugato Layer con i reagenti per gli immunodosaggi prima del montaggio del dispositivo

  1. strato coniugato nastro su un telaio in acrilico tali che la zona idrofila da trattare viene sospeso e non a contatto con il telaio.
  2. Aggiungere 2,5 ml di 100 mg / ml di siero albumina bovina (BSA) in 1x tampone fosfato salino (PBS) alla zona idrofila sullo strato coniugato. Lasciare asciugare a temperatura ambiente per 2 minuti e poi a 65 ° C per 5 min.
    NOTA: Questo volume è sufficiente per bagnare la zona della carta. La soluzione BSA aiuta a prevenire l'aggregazione delle nanoparticelle colloidali durante il processo di essiccazione, che faciliterà il rilascio delle nanoparticelle quando la carta ei reagenti vengono reidratate dal campione.
  3. Aggiungere 5 ml di 5 OD colloidale delle nanoparticelle d'oro coniugato anticorpo anti-β-hCG, e ripetere il processo di essiccazione.
    NOTA: Le unità di concentrazione di nanoparticelle di oro colloidale sono spesso espressa come densità ottica (OD) come misurato da absorbance a λ = 540 nm. Non è necessario alcun trattamento per il pad stoppino prima del montaggio del dispositivo nella sezione 10.

8. Il trattamento di Lateral Canale con reagente per gli immunodosaggi prima del montaggio del dispositivo

  1. Tape strato canale laterale su un telaio in acrilico tali che la zona idrofila da trattare viene sospeso e non a contatto con il telaio.
  2. Aggiungere 10 ml di agente bloccante (5 mg ml di latte / senza grassi e 0,1% (v / v) Tween 20 in PBS 1x) per trattare il canale laterale. Ripetere lo stesso processo di essiccazione (2 min a temperatura ambiente e poi a 65 ° C per 5 min) come strato coniugato.

9. Il trattamento dello strato di cattura con i reagenti per gli immunodosaggi prima del montaggio del dispositivo

  1. strato cattura nastro su un telaio in acrilico tali che la zona idrofila da trattare viene sospeso e non a contatto con il telaio.
  2. Trattare lo strato di acquisizione con 5 ml di 1 mg / ml di anti-α-hCG anticorpi e quindi consentire lacampione asciugare a temperatura ambiente per 2 min seguita da 8 minuti a 65 ° C.
  3. Aggiungere 2 ml di agente bloccante (5 mg / ml di latte non grasso e 0,1% (v / v) Tween 20 in PBS 1x). Ripetere il processo di essiccazione per lo strato di acquisizione.
    NOTA: Questo valore è appropriato per rivestire le carte senza occludere i pori della membrana di nylon, che può accadere quando si utilizza troppo agente molto bloccante.

Dispositivi microfluidici 10. Assemblea dei tridimensionale su supporto cartaceo

  1. Nastro il livello di lavaggio al light box (lato stampato rivolto verso l'alto). Se si usano fori di allineamento, rimuoverli da strati successivi utilizzando uno strumento buco-punch palmare.
  2. Rimuovere la pellicola protettiva sul retro dello strato cattura per esporre l'adesivo. Allineate lo strato di acquisizione di sopra dello strato di lavaggio utilizzando i fori di allineamento come guida. Premere insieme i due strati. Evitare di toccare le zone idrofile per minimizzare la contaminazione o danni al dispositivo. Pinzette possono essere utilizzati per assistere assembly.
  3. Rimuovere la pellicola protettiva sul retro dello strato incubazione per esporre l'adesivo. Allineate lo strato incubazione sopra lo strato di acquisizione e premerli insieme. Continuare l'aggiunta di strati in questo modo fino a quando tutti gli strati attivi sono assemblati.
  4. Posizionare il dispositivo parzialmente assemblato in una scivolata protettivo e saldamente apporre insieme gli strati con una plastificatrice.
  5. Rimuovere la pellicola protettiva sulla parte posteriore dello strato di lavaggio e fissare lo strato blot alla parte inferiore del dispositivo. Ripetere passaggio di laminazione 10.4 per completare l'assemblaggio del dispositivo microfluidica cartaceo tridimensionale. Taglio desiderato numero di dispositivi da strisce o fogli di dispositivi completamente assemblati con le forbici.
    NOTA: Fogli completi di dispositivi, strisce di dispositivi o singoli dispositivi possono essere preparati utilizzando un approccio simile.

11. Esecuzione di un test immunologico su supporto cartaceo

  1. Aggiungere 20 ml di un campione alla zona idrofila sulla parte superiore del dispositivo (cioè, tegli campione layer).
  2. Attendere che il campione per favorire completamente nel dispositivo, quindi aggiungere 15 ml di tampone di lavaggio (0,05% v / v Tween 20 in 1x tampone fosfato salino). Dopo la prima aliquota di tampone di lavaggio è malvagio completamente nel dispositivo, aggiungere una seconda aliquota 15 microlitri di tampone di lavaggio.
    NOTA: Il tampone di lavaggio è completamente empi nel dispositivo quando la goccia di liquido è scomparso, non mostrando menisco sulla superficie della carta. Il test è completa quando la seconda aliquota di tampone di lavaggio è completamente inserito il dispositivo.
  3. Per rivelare i risultati del test, staccarsi i tre strati superiori del dispositivo con una pinzetta per esporre lo strato di acquisizione.
    1. Interpretazione dei risultati del saggio qualitativamente osservando la presenza o assenza di colore. In alternativa, lo strato immagine lettura tramite uno scanner desktop e usare software di elaborazione delle immagini o algoritmi per quantificare i risultati e caratterizzare le distribuzioni di intensità di unzona di rilevamento. 20

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Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ottenere prestazioni del saggio riproducibili in dispositivi microfluidici cartacei tridimensionali si basa su un metodo di fabbricazione che garantisce la coerenza tra i dispositivi. Verso questo obiettivo, abbiamo individuato una serie di processi di fabbricazione e considerazioni materiali, e li discutere qui nel contesto di dimostrare un test immunologico cartaceo. Usiamo un metodo di stampa a cera per formare barriere idrofobiche all'interno dispositivi microfluidici basati su carta...

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Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Identificazione di una strategia di produzione riproducibile è una componente essenziale dello sviluppo test. 22 Usiamo sequenziale, layer-by-layer metodo per fabbricare dispositivi microfluidici cartacei tridimensionali. In contrasto con i metodi che si applicano piegatura o origami tecniche per produrre dispositivi multistrato da un singolo foglio di carta 23, 24 di produzione di additivi offre una serie di vantaggi: (i) materiali multi...

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Questo lavoro è stato sostenuto dalla Tufts University e da una generosa donazione del Dr. James Kanagy. Questo materiale si basa sul lavoro sostenuto dal National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program nell'ambito della sovvenzione n. (DGE-1325256) che è stato assegnato a S.C.F. D.J.W. è stato supportato da una borsa di studio GAANN del Dipartimento dell'Istruzione degli Stati Uniti. Ringraziamo il Dr. Jeremy Schonhorn (JanaCare), il Dr. Jason Rolland (Carbon3D) e Rachel Deraney (Brown University) per aver contribuito a sviluppare il design del dispositivo microfluidico tridimensionale basato su carta e del test immunologico.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Illustrator CCAdobeper la progettazione di modelli per strati di carta e adesivo
Stampante Xerox ColorQube 8580AmazonB00R92C9DIper la stampa di modelli in cera su strati di carta e nylon
Isotemp Forno di riscaldamento e asciugatura per uso genericoFisher Scientific15-103-0509per sciogliere la cera in carta
Artograph LightTracerAmazonB000KNHRH6per facilitare l'allineamento degli strati
la plastificatrice Apache AL13PAmazonB00AXHSZU2per laminare gli strati insieme
Plotter da taglio Graphtec CE6000,Graphtec AmericaCE6000-40per modellare pellicole adesive
taglierina per carta Swingline,AmazonB0006VNY4Cper tagliare carta o dispositivi
scanner fotografico Epson Perfection V500AmazonB000VG4AY0per scansionare le immagini della perforazione a pinza economica dello strato di lettura
McMaster-Carr3488A9per rimuovere i fori di allineamento 
Carta per cromatografia Whatman,Sigma AldrichWHA1004917
Fisherbrand di grado 4 (spessa) Fisher Scientific05-714-4per funzionare come strato di blot
Immunodyne ABC (0,45 & micro; PCorporationNBCHI3Rfunzionare come materiale per lo strato di cattura
rimovibile/permanente-doppia faccia linerFLEXconDF021621per facilitare il distacco
adesivo permanente - doppia faccia linerFLEXcon DF051521
FLEXconFLEXMARK 80 D/F PFW LINERper facilitare la modellazione
foglioMcMaster-Carr8560K266 per fabbricare il telaio
fogli autoadesiviFellowesCRC52215da utilizzare come scivolo protettivo
etanolo assolutoVWR89125-172per sanificare l'area di lavoro
siero bovino albuminaAMRESCO0332
Sekisui Diagnostics OSOM hCG Urine ControlsFisher Scientific22-071-066da utilizzare come campioni
positivi e negativianti-beta;-hCG monoclonale anticorpo coniugato d'oro colloidale (clone 1)Arista Biologicals CGBCG-0701per il trattamento dell'anticorpo coniugato di
capra anti-alfa;-hCGArista BiologicalsABACG-0500per il trattamento dello strato
di cattura 10X soluzione salina tamponata con fosfatoFisher ScientificBP3991
Latte scremato in polvereThermo ScientificOXLP0031B
Tween 20AMRESCOM147
, , , , , carta per cromatografia adesivo cera FLEXcondi acrilico adesivo

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Martinez, A. W., Phillips, S. T., Wiley, B. J., Gupta, M., Whitesides, G. M. FLASH: A rapid method for prototyping paper-based microfluidic devices. Lab Chip. 8 (12), 2146-2150 (2008).
  2. Carrilho, E., Martinez, A. W., Whitesides, G. M. Understanding wax printing: a simple micropatterning process for paper-based microfluidic devices. Anal. Chem. 81 (16), 7091-7095 (2009).
  3. Martinez, A. W., Phillips, S. T., Butte, M. J., Whitesides, G. M. Patterned paper as a platform for inexpensive, low-volume, portable bioassays. Angew. Chem. Int. Ed. 46 (8), 1318-1320 (2007).
  4. Martinez, A. W., Phillips, S. T., Whitesides, G. M. Diagnostics for the developing world: microfluidic paper-based analytical devices. Anal. Chem. 82 (1), 2-10 (2010).
  5. Cate, D. M., Adkins, J. A., Mettakoonpitak, J., Henry, C. S. Recent developments in paper-based microfluidic devices. Anal. Chem. 87 (1), 19-41 (2015).
  6. Li, X., Ballerini, D. R., Shen, W. A perspective on paper-based microfluidics: Current status and future trends. Biomicrofluidics. 6, 011301(2012).
  7. Lisowski, P., Zarzycki, P. K. Microfluidic paper-based analytical devices (µPADs) and micro total analysis systems (µTAS): Development, applications and future trends. Chromatographia. 76, 1201-1214 (2013).
  8. Pollock, N. R., et al. A paper-based multiplexed transaminase test for low-cost, point-of-care liver function testing. Sci. Transl. Med. 4 (152), 152ra129(2012).
  9. Mentele, M. M., Cunningham, J., Koehler, K., Volckens, J., Henry, C. S. Microfluidic paper-based analytical device for particulate metals. Anal. Chem. 84 (10), 4474-4480 (2012).
  10. Weaver, A. A., et al. Paper analytical devices for fast field screening of beta lactam antibiotics and antituberculosis pharmaceuticals. Anal. Chem. 85 (13), 6453-6460 (2013).
  11. Martinez, A. W., Phillips, S. T., Carrilho, E., Thomas, S. W., Sindi, H., Whitesides, G. M. Simple telemedicine for developing regions: camera phones and paper-based microfluidic devices for real-time, off-site diagnosis. Anal. Chem. 80 (10), 3699-3707 (2008).
  12. Martinez, A. W., Phillips, S. T., Whitesides, G. M. Three-dimensional microfluidic devices fabricated in layered paper and tape. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105 (50), 19606-19611 (2008).
  13. Vella, S. J., et al. Measuring markers of liver function using a micro-patterned paper device designed for blood from a fingerprick. Anal Chem. 84 (6), 2883-2891 (2012).
  14. Nie, Z., Deiss, F., Liu, X., Akbulut, O., Whitesides, G. M. Integration of paper-based microfluidic devices with commercial electrochemical readers. Lab Chip. 10 (22), 3163-3169 (2010).
  15. Martinez, A. W., et al. Programmable diagnostic devices made from paper and tape. Lab Chip. 10 (19), 2499-2504 (2010).
  16. Connelly, J. T., Rolland, J. P., Whitesides, G. M. "Paper machine" for molecular diagnostics. Anal. Chem. 87 (15), 7595-7601 (2015).
  17. Schonhorn, J. E., Fernandes, S. C., Rajaratnam, A., Deraney, R. N., Rolland, J. P., Mace, C. R. A device architecture for three-dimensional, patterned paper immunoassays. Lab Chip. 14 (24), 4653-4658 (2014).
  18. Fernandes, S. C., Logounov, G. S., Munro, J. B., Mace, C. R. Comparison of three indirect immunoassay formats on a common paper-based microfluidic device architecture. Anal. Methods. 8 (26), 5204-5211 (2016).
  19. Deraney, R. N., Mace, C. R., Rolland, J. P., Multiplexed Schonhorn, J. E. patterned-paper immunoassay for detection of malaria and dengue fever. Anal. Chem. 88 (12), 6161-6165 (2016).
  20. Abramoff, M., Magalhaes, P. J., Ram, S. J. Image processing with ImageJ. Biophotonics Int. 11 (7), 36-42 (2004).
  21. Derda, R., et al. Multizone paper platform for 3D cell cultures. PLoS ONE. 6 (5), e18940(2011).
  22. Mace, C. R., Deraney, R. N. Manufacturing prototypes for paper-based diagnostic devices. Microfluid. Nanofluidics. 16 (5), 801-809 (2014).
  23. Liu, H., Crooks, R. M. Three-dimensional paper microfluidic devices assembled using the principles of origami. J. Am. Chem. Soc. 133 (44), 17564-17566 (2011).
  24. Kalish, B., Tsutsui, H. Using Adhesive patterning to construct 3D paper microfluidic devices. J. Vis. Exp. (110), e53805(2016).
  25. Scida, K., Cunningham, J. C., Renault, C., Richards, I., Crooks, R. M. Simple, sensitive, and quantitative electrochemical detection method for paper analytical devices. Anal. Chem. 86 (13), 6501-6507 (2014).
  26. Lewis, G. G., DiTucci, M. J., Baker, M. S., Phillips, S. T. High throughput method for prototyping three-dimensional, paper-based microfluidic devices. Lab Chip. 12 (15), 2630-2633 (2012).
  27. Kalish, B., Tsutsui, H. Patterned adhesive enables construction of nonplanar three-dimensional paper microfluidic circuits. Lab Chip. 14 (22), 4354-4361 (2014).
  28. Camplisson, C. K., Schilling, K. M., Pedrotti, W. L., Stone, H. A., Martinez, A. W. Two-ply channels for faster wicking in paper-based microfluidic devices. Lab Chip. 15 (23), 4461-4466 (2015).

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