2016년 8월 30일
여러 분석 요구 사항에 대한 간단한 제조 방법을 조사하기 위해 면 소재로 만든 유체 흡수 채널 시스템을 만들었습니다. 이 장치는 다중 검출 플랫폼을 구축하고 아질산염, 총 단백질 및 우로빌리노겐의 임상 소변 검사를 위해 측면 유동 기반 생체 의학 장치에 일반적으로 영향을 미치는 오염 문제를 해결하는 데 사용되었습니다.
이 프로토콜의 전반적인 목표는 쉽게 구할 수 있는 재료인 면으로 분석 장치를 제작하여 분석에 사용하는 것입니다. 이 기술의 주요 장점은 장치를 쉽게 제작할 수 있다는 것입니다. 매우 저렴하고 여러 분석에 사용할 수 있으며 조립이 빠릅니다.
장치를 사용한 분석 방법은 샘플 및 반응 오염을 검출하는 데 민감합니다. 이 절차를 시연하는 것은 이 방법을 혁신하는 데 중요한 역할을 한 Shang-Chi Lin이 될 것입니다. 테스트 스트립 장치를 준비하는 것으로 시작하십시오.
먼저, 탈이온수 방울과 함께 표준 접촉각 측정을 사용하여 테스트 스트립에 대한 클렌징 코튼의 소수성을 결정합니다. 그런 다음 클렌징 코튼을 5.5cm x 1cm 조각으로 잘라 면 기반 분석 장치 제작을 시작합니다. 종이 커터를 사용하십시오.
다음 단계는 라미네이션 필름 시트에 0.5cm 직경의 구멍 3개 세트를 드릴링하는 것입니다. 구멍 사이에 1cm를 두고 줄을 지어 구멍을 뚫습니다. 각 구멍 세트는 테스트 스트립을 만들고 표준 라미네이션 필름 시트에 최대 36개의 스트립을 맞출 수 있습니다.
다음으로, 구멍이 뚫린 라미네이션 필름 시트와 뚫리지 않은 라미네이션 필름 시트 사이에 클렌징 코튼을 끼웁니다. 그런 다음 표준 라미네이터를 사용하여 장치를 패키징합니다. 이제 어셈블리에서 개별 5.5 x 1cm 테스트 스트립 장치를 자릅니다.
세 가지 테스트 솔루션의 표준 곡선을 만들려면 48개의 스트립이 필요합니다. 각 테스트 영역에서 날카로운 블레이드를 사용하여 각 테스트 영역의 중심에서 세로 장치의 친수성 층까지 작은 채널을 만듭니다. 장치의 절반만 자르도록 주의하십시오.
이제 3/2cm 직경의 크로마토그래피 종이 디스크를 세 개의 구멍 각각에 삽입합니다. 라미네이션 필름에는 패드 가장자리를 집어넣을 수 있는 작은 립이 있어야 합니다. 소변 검사 스트립의 경우 아질산염 분석 패드를 아질산염 지시약 용액으로 코팅합니다.
단백질 분석 패드를 BSA 지시 용액으로 코팅합니다. 그리고 urobilinogen assay pad를 urobilinogen 지시약으로 코팅합니다. 계속하기 전에 스트립이 주변 온도에서 완전히 건조되도록 하십시오.
준비된 각 표준물질에 대해 준비된 장치의 흡수 말단을 10초 동안 표준 용액에 담그십시오. 각 스트립은 200-300마이크로리터의 용액을 흡수해야 합니다. 테스트 중인 각 표준 농도에 대해 3개의 테스트 스트립을 준비합니다.
실온에서 비색 반응이 완료될 때까지 10분 동안 기다립니다. 이제 장치를 스캔하여 각 테스트 패드의 색상을 분석합니다. RGB 모드 및 600dpi에서 데스크톱 스캐너를 사용합니다.
ImageJ와 같은 표준 소프트웨어를 사용하여 스캔한 이미지를 분석합니다. 스캔한 이미지 파일을 연 후 메뉴 명령에서 이미지를 선택하고 유형을 선택하여 RGB 이미지를 8비트 그레이스케일로 변환합니다. 그런 다음 도구 모음에서 타원형 도구를 사용하여 테스트 패드 분석 영역을 선택합니다.
그런 다음 메뉴 명령에서 분석을 선택하고 측정을 선택하여 색상 강도를 분석합니다. 평균 강도 결과에서 분석에 대한 표준 곡선을 만듭니다. 이 경우 2차 모델을 사용하여 아질산염 분석에 대한 표준 곡선을 맞추고, 선형 회귀 모델을 사용하여 총 단백질 및 우로빌리노겐에 대한 표준 곡선을 맞춥니다.
제작 된 장치의 소수성 계면에서 외부면의 접촉각은 127 도로 측정되어 5도를 주거나 취했습니다. 장치를 사용하여 각 분석에 대한 검출 한계를 설정하기 위해 표준 곡선을 만들었습니다. 아질산염의 경우 검출 한계는 0.147 밀리몰이었습니다.
단백질 검사 용액인 소 혈청 알부민의 경우 검출 한계는 3.7마이크로몰이었습니다. 우로빌리노겐의 경우 검출 한계는 리터당 4.9mg이었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 오염을 방지하는 데 도움이 되는 외부 층의 소수성을 가진 면 진단 장치를 제작하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
일단 숙달되면 이 기술은 제대로 수행되면 한두 시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 접촉각 측정을 통해 클렌징 코튼 외부 층의 소수성을 결정하는 것이 중요합니다.
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본 연구는 여러 가지 분석 애플리케이션을 위해 설계된 면 소재로 만들어진 유체 흡수 채널 시스템을 제시합니다. 이 장치는 특히 임상 소변 분석을 위한 측면 흐름 기반 생의학 장치에서 널리 발생하는 오염 문제를 해결합니다.
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.