2016年8月30日
複数のアッセイニーズに対する単純な製造アプローチを調査するために、綿素材で作られた流体吸収チャネルシステムを作成しました。このデバイスは、亜硝酸塩、総タンパク質、およびウロビリノーゲンの臨床尿検査のために、複数の検出プラットフォームを確立し、ラテラルフローベースの生物医学デバイスに一般的に影響を与える汚染の問題を解決するために使用されました。
このプロトコルの全体的な目標は、簡単に入手できる素材である綿から分析装置を製造し、分析に使用することです。この手法の主な利点は、デバイスの製造が容易であることです。非常に低コストで、複数のアッセイに使用でき、組み立ても迅速です。
この装置を使用した分析法は、サンプルや反応の汚染の検出に敏感です。その手順を実演するのは、この方法の革新に尽力したShang-Chi Lin氏です。まず、テストストリップデバイスの準備から始めます。
まず、脱イオン水滴による標準的な接触角測定を使用して、テストストリップ用のクレンジングコットンの疎水性を決定します。次に、クレンジングコットンを5.5センチメートル×1センチメートルにカットして、綿ベースの分析装置の製作を開始します。ペーパーカッターを使用してください。
次のステップは、ラミネートフィルムのシートに直径0.5センチメートルの3つの穴のセットをドリルで開けることです。穴の間に1センチメートルの間隔を空けて、一列に穴を開けます。穴の各セットはテストストリップを作成し、最大36ストリップを標準のラミネートフィルムシートに収めることができます。
次に、穴あけ加工フィルムと穴あけ加工をしていないラミネートフィルムでクレンジングコットンを挟みます。次に、標準のラミネーターを使用してデバイスをパッケージ化します。次に、アセンブリから個々の5.5 x 1センチメートルのテストストリップデバイスを切り取ります。
3つの試験溶液の標準曲線を作成するには、48枚のストリップが必要です。各テストエリアで、鋭利なブレードを使用して、各テストエリアの中心から縦方向のデバイスの親水性層まで小さなチャネルを作成します。デバイスの半分だけをカットするように注意してください。
次に、直径半センチメートルのクロマトグラフィーペーパーディスクを3つの穴のそれぞれに挿入します。ラミネートフィルムには、パッドの端を下に押し込むことができる小さなリップが必要です。尿検査ストリップの場合は、亜硝酸塩アッセイパッドを亜硝酸塩インジケーター溶液でコーティングします。
タンパク質アッセイパッドにBSAインジケーター溶液を塗布します。そして、ウロビリノーゲンアッセイパッドをウロビリノーゲンインジケーターでコーティングします。先に進む前に、ストリップを周囲温度で完全に乾かしてください。
調製した各標準について、調製したデバイスの吸収端を標準溶液に10秒間浸します。各ストリップは、200〜300マイクロリットルの溶液を吸収する必要があります。試験する標準濃度ごとに3つのテストストリップを準備します。
比色反応が室温で完了するまで10分待ちます。次に、デバイスをスキャンして、各テストパッドの色を分析します。デスクトップスキャナーをRGBモードで600dpiで使用します。
ImageJなどの標準ソフトウェアを使用してスキャンした画像を解析します。スキャンした画像ファイルを開いた後、メニューコマンドで画像を選択し、[タイプ]を選択してRGB画像を8ビットグレースケールに変換します。次に、ツールバーの楕円形ツールを使用して、テストパッドの分析領域を選択します。
次に、メニューコマンドで「分析」を選択し、「測定」を選択して色の強度を分析します。平均強度の結果から、アッセイの標準曲線を作成します。この場合、二次モデルを使用して亜硝酸塩アッセイの標準曲線を適合させ、線形回帰モデルを使用して総タンパク質とウロビリノーゲンの標準曲線を適合させます。
作製したデバイスの疎水性界面上で、外側の綿での接触角を127度、5度前後で測定した。これらのデバイスを使用して、各アッセイの検出限界を確立するための標準曲線を作成しました。亜硝酸塩の場合、検出限界は0.147ミリモルでした。
蛋白質試験液であるウシ血清アルブミンの検出限界は3.7マイクロモルであった。ウロビリノーゲンの場合、検出限界は1リットルあたり4.9ミリグラムでした。このビデオを見れば、外部層の疎水性を利用して汚染を避ける綿花診断装置の作製方法についてよく理解できるはずです。
このテクニックを習得すると、適切に実行すれば、1時間または2時間で実行できます。この手順を試みる際には、接触角測定によってクレンジングコットンの外層の疎水性を決定することが重要です。
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この研究は、複数のアッセイアプリケーション用に設計された綿素材から作られた流体吸収チャネルシステムを紹介します。このデバイスは、特に臨床尿検査において、ラテラルフローベースの生物医学機器で一般的な汚染問題に対処します。
This cotton-based analytical device offers a low-cost, rapidly deployable solution for multi-analyte detection in resource-constrained settings. By leveraging the natural absorptive and hydrophobic properties of cellulose fibers, the platform enables contamination-resistant lateral flow assays for clinical urinalysis. Its simplicity and scalability support early-stage biomarker screening and assay development workflows in biopharma R&D.
The device fits within early discovery to preclinical workflows by providing a rapid, low-barrier method for urine-based analyte quantification, supporting go/no-go decisions in lead identification.