Yöntem makalesi

İmmüno için üç boyutlu Paper-based mikroakışkan Cihazlar İmalat

DOI:

10.3791/55287

⸱

9 Mart 2017

 ,  , 
1Department of Chemistry, Tufts University

Bu makalede

Özet

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

Bu ayrıntılı bir yöntem olup bağışıklık geliştirilmesinde kullanım için üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazları imal etmek. Cihaz montaj yaklaşımımız çok katmanlı bir tür katkı üretim yapmaktadır. Bu kağıt temelli sistemler bu tür Örnek sonuçları sağlamak için yapılan bir sandviç immünoeseyinde göstermektedir.

Özet

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

Kağıt nedeniyle kılcal eylem özerk sıvıları fitilleri. Hidrofobik bariyerli kağıt desenlendirme olarak, akışkanların nakliyesi kontrol edilebilir ve bir kağıt tabaka içinde yönlendirilmiş. Ayrıca, desenli kağıt çoklu katmanlar istifleme analitik ve biyoanalitik testlerin geliştirilmesini desteklemek için sofistike üç boyutlu mikroakışkan ağlar oluşturur. Paper-based mikroakışkan cihazlar, kullanımı kolay, taşınabilir, ucuz ve çalıştırmak için hiçbir harici ekipman gerektirir. Sonuç olarak, onlar noktası bakım teşhis için bir platform çok ümit vericidir. düzgün bir programı ve kağıt tabanlı cihazlar analitik performansını değerlendirmek amacıyla, uygun yöntemler bunların imalatı tekrarlanabilir ve laboratuvar için uygun olan bir ölçekte sağlamak için geliştirilmelidir. Bu makalede, bir yöntem olup, kağıda dayalı bağışıklık için kullanılabilecek bir cihazın genel mimarisi tarif edilmektedir imal. Biz katkı manufacturin bir formu kullanıngr (çok katmanlı laminasyon) desenli kağıt ve desenli yapışkan çoklu katmanlar ihtiva cihazları hazırlamak. İnsan koriyonik gonadotropin (hCG), bir immunodeney ile bu üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazların doğru kullanımını gösteren ek olarak, cihaz, hatalarına neden olabilir imalat işleminde hatalar tartışılmıştır. Biz sınırlı kaynak ayarları için özel olarak tasarlanmış analitik uygulamaların geliştirilmesinde geniş kullanım bulacağı kağıt bazlı cihazların imalatı bu yaklaşımı bekliyoruz.

Giriş

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

Kağıt formülasyonlar veya sınıflarda aralığında, ayarlamak için özelliklerini fonksiyonalize edilebilir ve kılcal etki veya emme ile otonom sıvıları taşımak için yaygın olarak kullanılabilir. Kağıt, bir hidrofobik madde ile desenli (örneğin, paslanmaz çeliğin 1 ya da mum 2), sıvı fitilleme bir kağıt tabaka içinde mekansal olarak kontrol edilebilir. Örneğin, uygulanan bir sulu örneği kağıt içinde depolanan kimyasal ve biyokimyasal reaktifler ile reaksiyona farklı bölgelere bir dizi halinde yönlendirilebilir. Bu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazlar, taşınabilir ve ucuz bir analitik deneyleri, 3, 4, 5, 6, 7 geliştirilmesi için yararlı bir platform olduğu gösterilmiştir. kağıt tabanlı mikroakışkan cihazların Uygulamaları nokta-bakım teşhis içeriref "> 8, çevresel kirleticiler 9 izlenmesi, sahte ilaç 10 tespiti ve delokalize sağlık (veya" teletıp ") sınırlı kaynak 11 ayarlayabilirsiniz.

Desenli kağıt çok katmanlı komşu tabakalar (örneğin, üstünde veya altında) hidrofilik bölgeleri olan girişleri ve çıkışları bağlanmış ya da bağımsız bırakılabilir, sürekli akışkan ağları oluşturmak için bağlanabilir, entegre cihazı içine monte edilebilir. 12 Her katman, tek bir cihazda gerçekleştirilebilir için reaktifler ve çoklu tahliller mekansal ayrılmasına olanak sağlayan benzersiz bir desen içerebilir. Ortaya çıkan üç boyutlu mikroakışkan cihaz sadece analitik deneyleri etkinleştirmek için sıvıları emme yeteneğine sahiptir (örneğin, karaciğer fonksiyon 13 ve küçük moleküllerin 14 elektrokimyasal algılama testleri), ama destek de canliman sofistike fonksiyonları bir dizi geleneksel mikroakışkan yaklaşımlara ortak (örneğin, 15 ve basit makineler 16 vanalar). Kağıt kılcal eylem tarafından sıvıları fitilleri çünkü önemlisi, bu cihazlar kullanıcı en az çaba ile çalıştırılabilir.

Reaktifler, bir kağıt tabanlı bir aygıt, üç boyutlu mimari içinde saklanabilir için, karmaşık protokolleri bir cihaz sulu numunenin tek ilavesinden azaltılabilir. Son zamanlarda, desenli katmanları oluşturmak için mum baskı tekniğiyle kağıt tabanlı bağışıklık geliştirilmesi için kullanılabilecek genel üç boyutlu cihazı mimarisi kişiye. Istiflenmiş tabakaların cihaz sayısı tasarımı ile ilgili yönleri, katmanların bir bileşim, ve üç boyutlu bir mikro-akışkan ağ kontrol altında tutulan bir per paterni kullanılan nasıl odaklanmış 17, 18 Bu çalışmalarimmüno kalm. Sonuçta, biz bir çoğullamalı immunoassay 19 hızlı gelişimi kolaylaştırmak için bu tasarım kurallarını kullanmak başardık. Bu yazıda, insan koryonik gonadotropin (hCG; gebelik hormonu) için daha önce geliştirilen immunoassay 17 üç boyutlu kağıt tabanlı bağışıklık montajı ve üretimi için geliştirdiğimiz stratejiler göstermek için bir örnek olarak kullanılmıştır. Bu duruma göre, bir cihaz yerine bir deneyin geliştirilmesi montajı ve çalıştırılması üzerine odaklanır.

hCG, hormon, bir alt-birimi, sonra bir numune ya da herhangi bir müteakip tepkime maddesi özel olmayan adsorpsiyon sınırlamak için engellenmiş olan bir katı madde üzerine kaplandığı özgü bir yakalama antikoru belirlemek için kullanılan formattır bir sandviç bağışıklık tahlili içinde. Bu alt-tabaka, en sık (bir enzim bağlı immünosorbent deneyi veya ELISA örneğin) bir polistiren mikro levha bulunmaktadır. Numune daha sonra birbir kuyu ilave edildi ve belirli bir süre boyunca inkübe olması sağlandı. katı yıkandıktan sonra hCG diğer alt birimine özgü bir antikor ilave edildi ve inkübasyona bırakılır. Bu algılama antikoru ölçülebilir bir sinyal üretmek için bir kolloidal parçacık enzim veya florofora konjüge edilebilir. De daha önce (örneğin, bir levha okuyucu kullanılarak) bir deneyin sonuçlarının yorumlanmasında için yıkanır. ticari kitler bu zaman alıcı çok basamaklı süreç güveniyor iken, bu adımların her kullanıcı için en az müdahale ile kağıt tabanlı mikroakışkan cihazlar hızla yapılabilir.

HCG bağışıklık için kullanılan cihaz örneği ilave konjügat depolama, inkübasyon, yakalama, yıkama ve blot (Şekil 1) için kullanılan, yukarıdan aşağıya doğru, altı aktif katmanları ihtiva eder. Örnek ilaveli tabakası niteliksel filtre kağıdından yapılmıştır. Bu sıvı numune giriş kolaylaştırır ve konjügat laye madde içinde korurKullanıcı tarafından çevreye veya kazara temas kirden r. Konjuge tabakası (kalitatif filtre kağıdı) immunoassay renk üreten ayıracı (örneğin, koloidal altın etiketli antikor) tutar. İnkübasyon tabakası (kalitatif filtre kağıdı) Örnek daha sonra tabaka, yakalama tabaka ulaşmadan reaktifler ile analit bağlanmasını desteklediği kağıt düzlemi içinde yanal olarak almasını sağlar. Yakalama tabakası (naylon membran) malzemesine adsorbe analiz bileşenine karşı spesifik ligandlar içerir. Deney tamamlandıktan sonra, bu tabaka tamamlanmış immunokompleksin görselleştirme sağlamak için ortaya çıkar. yıkama tabakası (kalitatif filtre kağıdı) uzakta leke tabakasının (kalın kromatografi kağıdı) içine yakalama tabakasının yüzünden serbest eşlenik reaktifler dahil olmak üzere aşırı sıvıları çizer. Kurul'da bütünlüğünü korumak kalıcı yapıştırıcı dört kat altı katmanlı cihaz desenli, çift taraflı yapışkan beş kat bir arada tutulurkan cihaz ve çıkarılabilir yapışkan bir tabaka yakalama tabakası üzerinde immunoassay sonuçlarını incelemek için cihazın soyulması kolaylaştırır.

Bu yazının amacı için, biz hCG sadece negatif ve pozitif kontrol örnekleri kullanmak (0 mIU / mL ve 81 mIU sırasıyla / ml) arasındaki ilişkinin özel bir tartışma izin veren bir kağıt tabanlı immunoassay, temsili sonuçlar sağlamak için üretim yöntemleri ve bir cihaz performansı. Başarıyla cihazların üretimi için nasıl gösteren ek olarak, biz bir cihaz ya da 'tekrarı tahlil sonuçlarının yetmezliğine yol açabilecek çeşitli üretim hataları vurgulamak. Bu yazıda ayrıntılı protokol ve tartışma kağıt tabanlı immün tasarlanmış ve imal nasıl değerli bir bakış açısı ile araştırmacılara sağlayacaktır. Biz bağışıklık bizim gösteri odaklanırken, biz burada sunulan kurallar üç DIMEN üretimi için geniş yararlı olacağını tahminsional mikroakışkan cihazlar kağıt tabanlı.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

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

Paper-based mikroakışkan Aygıt Katmanlar 1. Hazırlık

  1. Bir grafik tasarım yazılım programını kullanarak kağıt, naylon ve yapışkan katmanların kalıplarını hazırlayın. 6 Her katman, farklı bir desen olabilir.
    desen fonksiyonel kağıt temelli immunoassay için gerekli olmayan hizalama deliği içerebilir, ancak üç boyutlu bir cihaz tekrarlanabilir üretimi yardımcı: NOT. cihazlar şeritler ya da tam yaprak olarak ayrı ayrı monte edilir, eğer bu deliklerden yerleştirilmesi farklı olacaktır. Desen tasarımı için kullanılan yazılım programı desenleme tekniği (örneğin, fotolitografi, mum baskı veya kesme) seçimine göre değişebilir. 6
  2. % 70 (h / h) etanol ve su içeren bir çözelti ile bir çalışma alanı püskürtün. temiz bir kağıt havlu ile çalışma alanını silin.

Kağıt Layers 2. Hazırlık: Örnek Toplama, Konjuge Muhafazası, Kuluçka ve Yıkama Katmanlar

  1. Büyük bir masa kağıt kesici kullanarak nitel filtre kağıdı katmanları hazırlayın. Bir katı mürekkep (balmumu) yazıcı kullanarak desenlendirme kolaylaştırmak için bir standart kağıt boyutu kağıt stok sayfasını kesin. Örneğin, tek bir 460 x 570 mm 2 sayfalık US Letter kağıt (8,5 x 11 inç 2) 4 yaprak yapabilirsiniz. kontaminasyonu en aza indirmek için her zaman temiz eldiven ile kağıt anlaştım.
  2. Yazıcı tepsisine kromatografi kağıt kesme sayfası yükleyin. Önceden tasarlanmış katmanları (Şekil 1) yazdırın.
    NOT: Bir desen otomatik beslemeyi kullanarak bu kağıda doğrudan basılabilir. Sadece bir sayfa kağıt, kağıt sıkışmalarını önlemek için bir seferde basılmalıdır. tüm katmanları için "Geliştirilmiş" yazdırma ayarlarını kullanır.

Naylon Membran Katman 3. Hazırlanması: Yakalama Katmanı

  1. Bir masaüstü kağıt kesici kullanılarak yaprak (7.5 x 10 inç 2) içine naylon membran stok rulo kesti. naylon ele alınmasında büyük özenMembran bütünlüğünü korumak ve müthiş karşı korumak için. naylon membranlar neme duyarlı olarak, bir kurutucu kabine Kullanılmayan malzemeyi saklayın.
    NOT: Kes levhalar US Letter kağıttan daha dardır. naylon membranlar ince ve kırılgan olduklarından doğrudan yazıcıya tarafından işlenen ve desteğe ihtiyaç edilemez. Ayrıntılar aşağıda açıklanmıştır.
  2. Bir mum yazıcı kullanılması, kopya kağıt parçası üzerine bir yakalama katmanı desenini yazdırmak ve naylon membran konumlandırılması için bir rehber olarak hizmet için bir ışık kutusuna bantlayın. ışık kutusu birden fazla katmandan hizasını yardımcı olur.
  3. kopya kağıdının önceden basılmış kağıda kopyalama kağıt temiz bir yaprak yerleştirin. ışık kutusu kağıdın temiz sac bant, ancak bant iki yaprak birlikte yapmak.
  4. kopya kağıdını temiz parça üzerine naylon membran bir kesim yaprak yerleştirin. Membran kopya kağıdını alt tabakanın basılı alanı kaplamaktadır emin olun. sabıkasız naylon membran dört tarafı Bantkağıt kopya.
    NOT: Yazdırma (örneğin, kağıt sıkışması veya balmumu düzensiz baskı) ile herhangi bir sorun vardır, böylece naylon zar düz ve pürüzsüz olduğundan emin olun. Wax naylon membran kopya kağıdının bağlı olduğu bant üzerine basılabilir. Bu durum ortaya çıkarsa, nedeni bant kapsama naylon eksik desenli alanlar atılmalıdır. Gelecekteki hazırlıkları için, naylon membran büyük parçalar bu baskı hatasını önlemek için de kullanılabilir.
  5. Elle besleme yazıcı tepsisine (o yapıştırılmış kopya kağıdının tarafından desteklenen) naylon membran bir yaprak yerleştirin. Bir seferde naylon membran yalnızca bir sayfa yazdırın.
    NOT: Bu desenli değil gibi leke tabakası için gerekli hiçbir hazırlık aşamaları vardır.

4. Basılı Katmanı hidrofobik Engelleri oluşturma

  1. Bant bir yerçekimi konveksiyon fırın içine yerleştirilmiş bile üstünde ve tabakası altında ısıtılması için bir akrilik çerçeve üzerine basılmış katmanları. bantlanmış naylon membran tutmakbalmumu sonrasına kadar kopya kağıdının destek levhası eritilir ve hidrofobik engeller oluşur.
    NOT: akrilik çerçeve 1/2 ısmarlama, lazer kesim parçası ".. Cihazların sayısına bağlı olarak kalın akrilik plastik İki çerçeve boyutları kullanıldı uydurma olan küçük çerçevenin dış sınır 11 5/8 ölçer" x 2 3/4 "ve çerçevenin iç deliği 10 3/8 ölçer" x 1 3/4 x 8 7/8 "ve iç". geniş çerçevenin dış sınır 11 5/8 ölçer " çerçevenin deliği 10 1/4 "x 7 7/8"., açık iç alan hatta kağıt bütün kalınlığı boyunca, mumun erime sağlar ölçer.
  2. yağlı kağıt kalınlığına eriyene kadar 30 saniye için 150 ° C de fırın içinde katmanları yerleştirin. balmumu devredeceğini ve tasarım kusurları kontrol ederek kağıt kalınlığını nüfuz ettiğini onaylayın.
    NOT: Cebri hava fırınları ya da sıcak plakaları da katı balmumu mürekkebi eritmek için kullanılabilir. erime süreleriveya sıcaklık, ısıtma yöntemine bağlı olarak değişebilir.
  3. akrilik çerçeve kağıt ve naylon membran çıkarın. Ayrıca, kopya kağıdının destek tabakasından naylon membran kaldırmak.

Yapışkan tabakalar 5. hazırlanması

  1. tasarım dosyalarını kullanan bir robot bıçak çizici kullanarak yapışkan filmler, desen çift taraflı yaprak daha önce (adım 1.1) hazırladı. balmumu astarının bir sayfasını kullanarak herhangi açıkta kalan yapışkan yüzeyini korumak.
    NOT: çift taraflı yapışkan örneği sürekli akışkan yolu olarak katmanlara akmasına izin delikleri desenli olmalıdır. balmumu astar kolayca yapıştırıcı kaldırılır ve kesme sırasında kirlenme ve yırtılmaya karşı korumak için hizmet vermektedir. Bir lazer kesici ya da basın da yapışkan film desen katmanları için kullanılabilir ölür.

Yapıştırıcı ile cihaz Katmanlar 6. Taban

  1. % 70 (h / h) etanol ve sudan oluşan bir çözelti ile ışık kutusu püskürtün. temiz bir kağıt t silinOwel.
  2. Bant basılı tarafı aşağı ışık kutusu üzerine yapıştırıcı ile desteklenmesi gerekmektedir kağıt veya naylon membran desenli bir katman.
  3. Peel bir yapıştırıcının desenli levha koruyucu astarın yan ve kağıt veya naylon zar tabakasına yapıştırın. desen doğru hizalamayı sağlamak için ışık kutusu kullanın. Birlikte basın. koruyucu bir kayma içine kısmen monte cihazı yerleştirin.
    NOT: Koruyucu kayma onlar laminasyon silindirleri temas etmemesine sağlayarak kirlenme veya hasar cihazları koruyan laminasyon filmi destek katlanmış bir parçasıdır.
  4. tamamen bitişik katmanlardan havanın herhangi cepleri kaldırarak birlikte yapıştırıcı ve kağıt basın otomatik laminar aracılığıyla elde edilen iki tabakalı aksamını geçirin.
    NOT: Cihazın katmanları arasında hava cepleri cihaz bütünlüğü ve sızıntıları yol açarak tekrarlanabilir esneklik engelleyebilir.

Konjugat L 7. TedaviÖnce Cihaz Meclis'e İmmüno için Reaktifler ile ayer

  1. tedavi edilecek olan hidrofilik Çerçevenin temas içinde süspansiyon haline getirilmiş ve bir şekilde bir akrilik çerçeve üzerine bant bağı katmanı.
  2. konjugat katmanının üzerine hidrofilik bir bölgeye 1X fosfat tamponlu salin (PBS) içinde 100 mg / ml sığır serumu albümini (BSA) 2.5 ul ekle. Bu 2 dakika boyunca ve daha sonra 5 dakika boyunca 65 ° C sıcaklıkta Oda sıcaklığında kurumaya bırakın.
    NOT: Bu birim kağıdın bölgeyi ıslak yeterli. BSA çözeltisi kağıt ve reaktifler numune ile, suyla yeniden karıştırıldıklarında nanopartiküllerin salınmasını kolaylaştırmak olan, kurutma işlemi esnasında koloidal nanopartiküllerin toplanmasını önlemeye yardımcı olur.
  3. Anti-β-hCG antikoru konjüge 5 OD koloidal altın nanoparçacık 5 ul ekleyin ve kurutma işlemini tekrarlayın.
    Not: koloidal altın nano-taneciklerinin konsantrasyonu birimleri genellikle Abso ile ölçülen optik yoğunluk (OD) olarak ifade edilmiştirλ = 540 nm rbance. Hiçbir tedavi 10. Bölüm cihaz montajdan önce fitil pedi için gereklidir.

İmmüno için önce Cihaz Meclise Reaktif Yanal Kanal 8. Tedavi

  1. tedavi edilecek olan hidrofilik Çerçevenin temas içinde süspansiyon haline getirilmiş ve bir şekilde bir akrilik çerçeve üzerine bant yan kanal tabakası.
  2. bloke edici madde 10 ul ekle (5 mg / ml yağsız süt ve% 0.1 (h / h) 1 x PBS içinde Tween 20) ile yan kanal tedavisi için. Aynı kurutma işlemi (oda sıcaklığında 2 dakika ve 5 dakika boyunca, sonra da 65 ° C) konjügat tabaka olarak tekrarlayın.

Önce Cihaz Meclis'e İmmüno için Reaktifler ile Yakalama Katman 9. Tedavi

  1. tedavi edilecek olan hidrofilik Çerçevenin temas içinde süspansiyon haline getirilmiş ve bir şekilde bir akrilik çerçeve üzerine bant yakalama katmanı.
  2. 1 mg / ml anti-α-hCG antikorunun 5 uL yakalama tabakasının muamele ve daha sonra izinÖrnek 65 ° C sıcaklıkta 8 dakika, ardından 2 dakika boyunca oda sıcaklığında kurumaya.
  3. bloke edici madde 2 uL ekleyin (5 mg / ml yağsız süt ve% 0.1 (h / h) 1 x PBS içinde Tween 20). yakalama tabakası için kurutma işlemi tekrarlayın.
    NOT: Bu miktar çok fazla bloke edici madde kullanıldığı zaman olabilir naylon zar, gözenekler tıkamaksızın kağıtları kaplamak için uygundur.

10. Meclis Üç boyutlu Paper-based mikroakışkan Cihazlar

  1. ışık kutusu yıkama katmanı Bant (basılı tarafı yukarı bakacak şekilde). hizalama delikleri kullanılırsa, bir el delik açma aracını kullanarak sonraki katmanlar çıkarın.
  2. yapıştırıcıyı açığa çıkarmak için yakalama tabakasının arkasındaki koruyucu filmi çıkarın. Bir kılavuz olarak hizalama deliklerini kullanarak yıkama katman üzerinde yakalama katmanı aynı hizaya getirin. iki tabakanın bir araya basın. Cihaza kontaminasyonu veya hasarı en aza indirmek için hidrofil bölgeleri dokunmaktan kaçının. Cımbız assemb yardımcı olmak için kullanılabilecektirly.
  3. yapıştırıcıyı açığa çıkarmak için kuluçka tabakasının arkasındaki koruyucu filmi çıkarın. yakalama katmanın üzerinde kuluçka tabaka hizalayın ve onları bir arada basın. tüm aktif katmanları monte edilir kadar bu şekilde katmanları ekleyerek devam edin.
  4. koruyucu bir kayma içine kısmen monte cihazı yerleştirin ve sıkıca birlikte bir laminar kullanarak katmanları yapıştırın.
  5. Yıkama tabakasının arkasındaki koruyucu filmi çıkarın ve cihazın alt leke katmanı yapıştırın. Tekrarlayın laminasyon adımı 10.4 üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazın montajını tamamlamak için. şerit veya makas ile tamamen monte cihazların sayfalarından cihazların kesim istediğiniz sayı.
    Not: cihazlarının tam levhalar, cihaz şeritleri, ya da tek cihazlar benzer bir yaklaşım kullanarak hazırlanabilir.

11. Paper-based Immuoassay Sahne

  1. Cihazın üst hidrofilik bir bölgeye örnek 20 ul ekle (yani, To) katmanı örnek.
  2. daha sonra, cihaz içine tamamen fitil (1X fosfat tamponlu salin içinde% 0.05 h / h Tween 20) yıkama tamponu 15 ul numune bekleyin. Yıkama tamponu, ilk kısım cihazı içine tamamen fitillenmiştir sonra, yıkama tamponu ikinci 15 ul tablet ekleyin.
    Not: yıkama tamponu sıvı damlacık kağıt yüzeyi üzerinde herhangi bir menisküs gösteren kayboldu cihazı içine tam olarak kötü yer alır. Yıkama tamponu, ikinci kısım tamamen cihazı girdiği zaman deney tamamlandığında.
  3. , Tahlilinin sonuçlarını ortaya yakalama katmanı ortaya çıkarmak için cımbız kullanarak cihazın üç üst katmanlarını soymaya için.
    1. niteliksel renk varlığının veya yokluğunun gözlemleyerek testinin sonuçlarını yorumlar. Alternatif olarak, sonuçları ölçmek ve içindeki yoğunluk dağılımları karakterize bir masaüstü tarayıcı ve kullanım görüntü işleme yazılımı veya algoritmaları kullanarak görüntü okuma katmanıalgılama bölgesi. 20

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

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

üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazlarda tekrarlanabilir deney performansını elde edilmesi cihazlar arasında tutarlılık sağlar bir fabrikasyon yöntemine dayanır. Bu hedef doğrultusunda, biz üretim süreçleri ve malzeme konularla ilgili bir dizi belirledik ve bir kağıt tabanlı immunoassay gösteren bağlamında burada bunları tartışmak. Biz kağıda dayalı mikroakışkan cihazlar (Şekil 2A) içinde hidrofobik engelleri oluşturmak için bir mum baskı yöntemini kullanın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

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

tekrarlanabilir üretim stratejisinin belirlenmesi tahlil geliştirme önemli bir bileşenidir. 22 Biz üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazların üretimi için sıralı, katman-katman yaklaşımı kullanın. (I) Birden malzemeler için yöntemlere değişiklik yapılmaksızın tek bir cihaz mimarisi içine dahil edilebilir: Kağıdın 23 tek parça sacdan çok katmanlı cihazlar üretmek için katlama ya da origami teknikleri uygulamak bu yöntemlerin aksine, 24

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

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

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

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

Bu çalışma Tufts Üniversitesi tarafından ve Dr. James Kanagy'nin cömert bir hediyesiyle desteklenmiştir. Bu materyal, Ulusal Bilim Vakfı Lisansüstü Araştırma Burs Programı tarafından Hibe No kapsamında desteklenen çalışmalara dayanmaktadır. (DGE-1325256) SCF'ye verilen DJW, ABD Eğitim Bakanlığı GAANN bursu tarafından desteklendi. Dr. Jeremy Schonhorn (JanaCare), Dr. Jason Rolland (Carbon3D) ve Rachel Deraney'e (Brown Üniversitesi) üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihaz ve immünolojik testin tasarımının geliştirilmesine yardımcı oldukları için teşekkür ederiz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Illustrator CCAdobe, kağıt katmanları ve yapıştırıcı için desenler tasarlamak için
, Xerox ColorQube 8580 yazıcıAmazonB00R92C9DIbalmumu desenleri kağıt katmanlarına basmak için ve Naylon
Isotemp Genel Amaçlı Isıtma ve Kurutma Fırınıbalmumu kağıda eritmek içinFisher Scientific15-103-0509
Artograph LightTracerAmazonB000KNHRH6katmanların hizalanmasına yardımcı olmak için
Apache AL13P laminasyon makinesiAmazonB00AXHSZU2katmanları birbirine lamine etmek için
Graphtec CE6000 Kesme PlotterGraphtec AmericaCE6000-40yapışkan filmleri desenlemek için
Swingline kağıt kesiciAmazonKağıtveya cihazları kesmek için
Epson Perfection V500 fotoğraf tarayıcıAmazonB000VG4AY0hizalama deliklerini çıkarmak için okuma katmanı
ekonomisi pense hareketli delgeçMcMaster-Carr3488A9'untaramak için 
Whatman kromatografi kağıdı, Grade 4Sigma AldrichWHA1004917
Fisherbrand kromatografi kağıdı (kalın) Fisher Scientific05-714-4, leke tabakası olarak işlev görecek
İmmünodin ABC (0.45 & m gözenek boyutu )Pall CorporationNBCHI3Ryakalama tabakası için malzeme olarak işlev görür
çıkarılabilir/kalıcı yapışkan-çift yüzlü astarFLEXconDF021621soyulmayı kolaylaştırmak için
yapıştırıcı-çift yüzlü astarFLEXconDF051521
balmumu astarıFLEXconFLEXMARK 80 D/F PFW LINERakrilik desenlemeye yardımcı olmak için
levhaMcMaster-Carr8560K266 çerçeve imal etmek için
kendinden yapışkanlı levhalarFellowesCRC52215koruyucu kayma olarak kullanmak için
mutlak etanolVWR89125-172çalışma alanı
sığır serum albüminiAMRESCO0332
Sekisui Diagnostics OSOM hCG İdrar KontrolleriFisher Scientific22-071-066pozitif ve negatif numuneler
olarak kullanmak içinanti-β-hCG monoklonal antikor kolloidal altın konjugatı (klon 1)Arista Biologicals CGBCG-0701eşlenik tabaka
keçi anti-&alfa;-hCG antikoruArista Biologicals Yakalama katmanını tedavi etmek içinABACG-0500
10X fosfat tamponlu salinFisher ScientificBP3991
Oxoid yağsız süt tozuThermo ScientificOXLP0031B
Tween 20AMRESCOM147
, , , , B0006VNY4C görüntülerini kalıcı yapıştırıcı ,

Kaynaklar

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

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Paper MicrofluidicsWax PrintingImmunoassay DevelopmentThree dimensional DevicesPoint of care DiagnosticsNylon MembraneAdhesive LaminationFluidic PathwayshCG DetectionDevice Fabrication

İlgili makaleler