İmmüno için üç boyutlu Paper-based mikroakışkan Cihazlar İmalat

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.

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

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. 2 Bu yöntem sadece yaygın olarak kullanılan ofis ekipmanları gerektiğinden, ideal tamamlamak için en az usul adımları gerektirir ve protein adsorpsiyonu müdahale ve kağıt lifleri ıslanabilirliğini değiştirebilecek kimyasal maddeler (örneğin, fotorezist) kullanımını gerektirmez. Dahası, balmumu baskı tekrarlanabilir performans ve süresi ti ile deneyleri için kritik öneme sahiptir tekrarlanabilir boyutları ile akışkan yollar üretirmes. Hidrofobik bariyer oluşturulmaktadır sonra yapışkan yaprak üç boyutlu cihazlar (Şekil 2B) montajını kolaylaştırmak üzere tabakalar uygulanır. Yapışkan film tabakasının (Şekil 2C) arkasına eklendikten sonra bağışıklık tahlili için gerekli olan herhangi bir reaktif kullanılabilir. birçok cihaz paralel hazırlanabilir, bu işlem, akademik laboratuarda üretim işlemleri için yararlıdır. Cihazın tüm katmanlar yığılmış ve lamine birlikte (Şekil 2D) sonra, bir bağışıklık deneme aygıtı montaj işlemi tamamlanmış olur. Biz tahlil başlamak için örnek ekleyin. Bu örnekte, numuneler eden cihazların işleyişini göstermek ve tahliller tekrarlanabilirliği bunları kullanarak gerçekleştirilen gibi, tampon hCG negatif ve pozitif örnekleri içeren hamilelik testleri için ayarlanmış bir idrar kontrolü kullanır. Yıkama tamponu iki eşit sonra sırasıyla ilave edilir. yıkama tamponu son kısım tamamen cihazı, girdikten sonraTahlil tamamlanmış kabul edilir. Ilk üç katmanlar daha sonra yakalama katmanı (Şekil 3A) ortaya çıkarmak için uzak soyulmuş. Bu adım, geri dönüşümsüz zarar tekrar kullanılamaz sağlamak cihazı. görsel denetim üzerine olumlu veya olumsuz çıktı gösterebilir nitel renk okuma bir kağıt tabanlı immunoassay sonuçlarının tamamlanması. Bu sonuçların nesnelliği bir masaüstü tarayıcı (Şekil 3B) kullanılarak elde düzeltilmemiş görüntülerde açıktır.

Başarısız denemeler genellikle kimin önemi bir deney analizi başarılı sonuçlar odaklanmıştır aksi takdirde algılanamaz olabilir belirli usul adımları vurgulayabilirsiniz. Biz immunoassay başarısızlıklarının neden üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazların imalatı ve montajı üç hataları göstermek: (i) Bazen cihaz arızaları bir tahlil tamamlandıktan sonra kadar belirgin değildir. Örneğin, bir milKuluçka kanalı ve yakalama zonu içeren tabakalar arasında salignment kullanıcı (Şekil 4A) niteliksel sinyalinin yanlış yorumlanmasına neden olabilir pozitif sinyali düzensiz bir desen, gelişimine neden olabilir. Mum yeterli bir miktarda baskılı veya kağıt tam kalınlığı boyunca tamamen erimesine izin verilmez ise, (ii), daha sonra elde edilen hidrofobik engellerin bütünlüğü tehlikeye girebilir. Bu engellerin Eksik oluşum fitilleme üzerinde kontrol kaybına neden ve cihaz içinde sızıntı yol açacaktır. Örneğin, bunun yerine bir tabaka içinde bir kanala akışı sınırlayan bölgesinin yarı geçirgen bir mum engelleyici gene kağıdın kapladığı alanın başka bir yerde fitilleme sıvı sağlar. tanımlanmış kanalları olmadan, örnek yakalama veya yıkama katmanları ulaşmak mümkün değildir. Kullanıcı ölçüde kısaltılmış tahlil süresi zaman olarak bu tür bir hata algılayacaktır. Biz la kırmızı gıda boyası bir çözüm uygulayarak bu cihaz arızası göstermekkimin balmumu deseni Yer dolu 30 sn (Şekil 4B) için eritmek için izin verilmedi. Böyle bir katmanını kullanarak bir immunoassay 15 dakika beklenen süresinden daha açıkça farklı 6 dakika içinde "tamamlandı" oldu. (Iii) bir cihazın üretiminde arızaya işaret edebilir tamamlanması beklenenden daha uzun sürebilir Tahliller. Örneğin, uygun şekilde cihazın (Şekil 4C) girmesini bir örnek veya yıkama tamponu yasaklayan olabilir yüzünden reaktiflerin aşırı bir miktarda (örneğin, bloke edici maddeler veya kolloidal altın) uygulanmasından yapışkan ya da tıkanmış gözenekler kesti.

Genel olarak, bizim üretim protokolü akademik laboratuvar için yararlı olan bir ölçekte paralel çok sayıda kağıt tabanlı mikroakışkan cihazları imal etmek yararlıdır. 35 Negatif çoğaltır ve 35 pozitif r: Bu, hCG kağıt temelli immunoassay performansı paralel olarak 70 tahlilleri gerçekleştirilerek, bu yöntem kullanılarak hazırlandı göstermektedireplicates. Bu gösteri amacıyla, bizim cihazın tasarımlarıyla tabakalar kümesini elde yapıştırıcı ile kağıt tabakalarının yapıştırılmış ve daha sonra cihazların satırlara yaprak kesilir. Her tabaka on cihazları içeren 7 satır içine kesildi. Bu tabakalar kaydedilmiş ve daha sonra testleri gerçekleştirmek için gerekli ayıraçlar ile muamele daha küçük, akrilik çerçeveler üzerine tabakaların düzenleme kolaylaştırmıştır. Cihaz Hazırlanması Bu yöntem, protokolünde bir not önerilmektedir. katmanların işlemin ardından, aygıtlar on şeritler toplandı ve daha sonra lamine edildi. Nihai cihaz imalat aşamaları tamamlandıktan sonra, cihazlar on şeritler kaldı ve numune her cihaza ilave edildi. Biz cihazlar için% 0 başarısızlık oranı bizim protokolü kullanılarak imal gözlendi. Biz bu testlerin sonuçlarını ölçmek için bir açık kaynak görüntü işleme yazılımı 20 kullanılır. bir dizi yöntem yoğunluğu distribut analiz etmek için olsa daiyon dairesel lekeler (örn radyal veya doğrusal dağılımları) 21 biz ilgi bir bölge olarak tüm algılama nokta kullanarak cihazın bir RGB görüntüsünün yeşil kanaldan ortalama yoğunluğunu ölçmek. 17, 18, 19 Daha sonra ham negatif verileri (Şekil 3B) çıkarılarak hem olumlu hem olumsuz deneyleri ölçümlerini normalleştirmek. deneyler, negatif numuneler kullanılarak gerçekleştirilen ve deneyler için% 3 pozitif numuneler kullanılarak gerçekleştirilen için% 1'lik olduğu Her veri kümesi varyasyon katsayısı belirlenir.

Şekil 1: üç boyutlu kağıt tabanlı cihazın şematik. Bu şekilde, cihaz içinde akışkan yolu tanımlayan hidrofobik ve hidrofilik bölgeleri, hem de Patt gösterirBirlikte katmanları tutun kalıcı ve çıkarılabilir yapıştırıcı erned katmanları. Her katman bu deneyde gerçekleştiren işlevi tarafından etiketlenir. (Kalın kromatografi kağıdı: kromatografi kağıdı, mavi: naylon zar, yeşil, kırmızı) her katmanda, kırmızı, mavi veya yeşil anahat belirli tabaka imal etmek için kullanılan malzeme gösterir. Ölçüler mm cihazın her bir bölge için verilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 2: üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazlar immün imal etmek için kullanılan prosedür. Ön ve önce ve ısıtma işleminden sonra balmumu baskı kullanılarak desenli kromatografi kağıdı yaprağının geri (A) görüntüler. (B) kromatografi Bir kağıt makinesindedesenli bir yapışkan film ile desteklenmektedir. (C) Tedaviler desenli naylon membran şeridinin hidrofilik bölgeler uygulanan. Bir kılavuz olarak bir ışık kutusu ve hizalama deliklerini kullanarak çok katmanlı bir cihaz şeritlerin (D) Meclis. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3: kağıt tabanlı immunoassay sonuçlarını yorumlama. (A) kağıt tabanlı cihazın üst üç katman tahlilinin sonuçlarını yakalama katmanı ortaya çıkarmak ve yorumlamak için geri soyulmuş. (B) hCG için bir kağıt temelli immunoassay performans değerlerinin grafiksel temsili. tasvir sonuçlar 35 her fo kullanılan çoğaltır nerede 70 çoğaltır ortalamaları aynı anda gerçekleştirilir vardırhCG pozitif ve negatif örnekleri r. Hata çubukları, veri setinin standart sapmasını temsil eder. Bir hCG immunoassay pozitif (kırmızı renk) ve negatif (beyaz renk) sonuçlarını gösteren düzeltilmemiş, temsili resimler kendi veri üzerinde gösterilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4: İmalat hatalarına örnekler. (A) nedeniyle yakalama katman üzerinde yanal kanalın hiza için, olumlu bir sinyal okuma bölgenin küçük bir alanda yoğunlaşmıştır. Bir "ıslak" dairesel bölge (kesikli çizgi) yakalama tabakasının (solda) ile yanlış hizalanmış yanal kanal arasındaki temas kaynaklanan okuma bölgenin sağında görülebilir. olumlu bir okuma üzerine resmidüzgün hizalanmış cihazı (sağda) yakalanması tabakası. (B) tabakanın kalınlığı boyunca mumun Eksik erime cihaz içinde sızıntı yol açabilir. Gıda renklendirici eksik veya tamamen oluşmuş hidrofobik engellerle tabakalarda örnek görsel yardımcı olmak için çözeltiye eklenmiştir. (C) Yanlış kesilmiş yapışkan numune akışını durdurur kağıt tabakaları arasında akışkan ağ engelleyebilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 5: üç boyutlu kağıt tabanlı mikroakışkan cihazlar İmalat. şematik tamamlanmış üç boyutlu cihazlara montaj ve desenli kağıt birden fazla katmandan laminasyon tasvir etmektedir. Bu örnekte, 70 cihazları CıBir anda yapılabilir. Yapışkan ve hizalama deliklerinin katmanları sadeleştirilmesi amacıyla şematik kaldırıldı. Montajdan sonra, tek tek cihazlar çıkarılabilir ve deneylerde kullanıldı. (: Kromatografi kağıdı, mavi: naylon zar, yeşil: kalın kromatografi kağıdı kırmızı) her katmanda, kırmızı, mavi ve yeşil özetliyor belirli tabaka imal etmek için kullanılan malzeme gösterir. 12 x 28 mm 2 boyutları vardır ayrı cihazın (sağda), hariç Ölçek çubuğu = 25 mm. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.