İmmüno için üç boyutlu Paper-based mikroakışkan Cihazlar İmalat

Bu protokolün genel amacı, bakım noktası immünolojik testleri geliştirmek için bir platform olarak kullandığımız üç boyutlu kağıt tabanlı cihazları üretme sürecimizi göstermektir. Bu yöntem, güvenilir bir üretim sürecine sahip kağıt tabanlı bir mikroakışkan platform sağlar, böylece zaman ve çaba, cihaz tasarlamak yerine tahliller geliştirmeye yönlendirilebilir. Tekniğimizin temel avantajı, birçok cihazın paralel olarak ve akademik araştırma projeleri için arzu edilen miktarda hazırlanmasına izin vermesidir.

Genel olarak, yeni kullanıcılar bu yöntemle mücadele edeceklerdir, çünkü katmanların uygun şekilde hizalanması gibi cihazları üretirken göz önünde bulundurulması gereken birçok değişken vardır. Hatalar, cihazların arızalanmasına neden olabilir. Bu yöntemin görsel bir gösterimi çok önemlidir, çünkü yalnızca el yazmalarında sağlanan ayrıntıları kullanarak montajı tasavvur etmek zor olabilir.

İlk olarak, bir balmumu yazıcı kullanarak desenlemeyi kolaylaştırmak için bir stok kağıdını standart bir kağıt boyutunda keserek kalitatif filtre kağıdı katmanları hazırlayın. Yazıcı tepsisine kesilmiş bir sayfa kağıt yükleyin. Ardından önceden tasarlanmış katmanları yazdırın.

Daha sonra, bütünlüğünü korumak ve yırtılmaya karşı korumak için naylon zarı kullanırken büyük özen göstererek, bir masa üstü kağıt kesici kullanarak bir sıra naylon zarı levhalar halinde kesin. Naylon membranlar neme duyarlı olduğundan, kullanılmayan malzemeleri bir kurutucu kabinde saklayın. Bir balmumu yazıcı kullanarak, bir kopya kağıdına bir yakalama katmanı deseni yazdırın ve naylon zarın konumlandırılması için bir kılavuz görevi görmesi için bir ışık kutusuna bantlayın.

Bunu takiben, daha önce yazdırılmış fotokopi kağıdına temiz bir kopya kağıdı yerleştirin. Temiz kağıdı ışıklı kutuya bantlayın, ancak iki sayfayı birbirine bantlamayın. Şimdi, temiz kopya kağıdına kesilmiş bir naylon membran tabakası yerleştirin ve membranın kopya kağıdının alt tabakasının yazdırılan alanını kapladığından emin olun.

Naylon zarın dört tarafını da temiz kopya kağıdına bantlayın. Üzerine yapıştırılmış fotokopi kağıdıyla desteklenen bir naylon membran tabakasını manuel beslemeli yazıcı tepsisine yerleştirin. Ardından her seferinde bir naylon membran tabakası yazdırın.

Yerçekimi konveksiyonlu bir fırına yerleştirildiğinde katmanın üstünde ve altında eşit ısıtma için basılı katmanları akrilik bir çerçeveye bantlayın. Şimdi, katmanları 150 santigrat derecede 30 saniye boyunca balmumu kağıdın kalınlığına eriyene kadar fırına koyun. Kağıdı fırından çıkardıktan sonra, ters çevirerek ve tasarımda kusur olup olmadığını kontrol ederek balmumunun kağıdın kalınlığına nüfuz ettiğini onaylayın.

Kağıdı ve naylon zarı akrilik çerçeveden çıkarın. Ardından, bir kağıt kesici kullanarak naylon zarı fotokopi kağıdının destek tabakasından çıkarın. Önceden hazırlanmış tasarım dosyaları ile robotik bir bıçak çizici kullanarak çift taraflı yapışkan film tabakaları desenleyin.

Bunu takiben, yazdırılan tarafı aşağı bakacak şekilde ışıklı bir kutuya yapışkanla desteklenmesi gereken bir desen kağıdı tabakası bantlayın. Koruyucu astarın bir tarafını desen yapıştırıcı tabakasından soyun. Desen yapışkan tabakasını ve kağıt tabakasını birbirine bastırın.

Ardından kısmen monte edilmiş cihazı koruyucu bir kızağa yerleştirin. Ardından, yapıştırıcıyı ve kağıdı tamamen birbirine bastırmak için elde edilen iki katmanlı düzeneği otomatik bir laminatörden geçirin ve bitişik katmanlardan hava ceplerini çıkarın. Akrilik bir çerçeve üzerine eşlenik bir tabaka bantlayın, böylece işlenecek hidrofilik bölge asılı kalır ve çerçeve ile temas etmez.

Eşlenik tabaka üzerindeki hidrofilik bölgeye 2,5 mikrolitre BSA ve bir X PBS ekleyin. Numunenin oda sıcaklığında iki dakika kurumasına izin verdikten sonra, 65 santigrat derecede beş dakika kurutun. Bunu takiben, anti-beta hCG antikoruna konjuge edilmiş beş OD kolloidal altın nanopartikülünden beş mikrolitre ekleyin, ardından kurutma işlemini tekrarlayın.

Akrilik bir çerçeve üzerine bir yanal kanal tabakasını, işlenecek hidrofilik bölge asılı kalacak ve çerçeve ile temas etmeyecek şekilde bantlayın. Yanal kanalı işlemek için 10 mikrolitre bloke edici madde ekleyin, ardından eşlenik tabaka için kullanılan aynı kurutma işlemini tekrarlayın. Daha sonra, işlenecek hidrofilik bölge asılı kalacak ve çerçeve ile temas etmeyecek şekilde akrilik bir çerçeve üzerine bir yakalama tabakası bantlayın.

Yakalama katmanını beş mikrolitre anti-alfa hCG antikoru ile tedavi edin. Numunenin oda sıcaklığında iki dakika kurumasına izin verdikten sonra, 65 santigrat derecede sekiz dakika kurutun. İki mikrolitre bloke edici madde ekleyin, ardından yakalama tabakası için kullanılan aynı kurutma işlemini tekrarlayın.

Yıkama katmanını, yazdırılan tarafı yukarı bakacak şekilde ışık kutusuna bantlayın. Hizalama delikleri kullanılıyorsa, elde taşınan bir delik delme aleti kullanarak bunları sonraki katmanlardan çıkarın. Yapışkanı ortaya çıkarmak için yakalama katmanının arkasındaki koruyucu filmi çıkarın.

Hizalama deliklerini kılavuz olarak kullanarak yakalama katmanını yıkama katmanının üzerine hizalayın, ardından iki katmanı birbirine bastırın ve kontaminasyonu veya cihaza zarar gelmesini en aza indirmek için hidrofilik bölgelere dokunmaktan kaçının. Bunu takiben, yapıştırıcıyı ortaya çıkarmak için inkübasyon tabakasının arkasındaki koruyucu filmi çıkarın. Kuluçka katmanını yakalama katmanının üzerine hizalayın ve bunları birbirine bastırın.

Tüm etkin katmanlar birleştirilene kadar katmanları bu şekilde eklemeye devam edin. Şimdi, kısmen monte edilmiş cihazı koruyucu bir kızağa yerleştirin ve bir laminatör kullanarak katmanları birbirine sıkıca yapıştırın. Yıkama tabakasının arkasındaki koruyucu filmi çıkarın ve leke tabakasını cihazın altına yapıştırın.

Üç boyutlu kağıt bazlı mikroakışkan cihazın montajını tamamlamak için laminasyondan sonra, makas kullanarak tamamen monte edilmiş cihaz tabakalarından istenen sayıda cihazı kesin. Cihazın üstündeki hidrofilik bölgeye 20 mikrolitre pozitif kontrol hCG tamponu numunesi ekleyin. Numune tamamen cihaza fitillendikten sonra 15 mikrolitre yıkama tamponu ekleyin.

Yıkama tamponunun ilk alikotu cihaza tamamen fitillendikten sonra, ikinci bir 15 mikrolitrelik yıkama tamponu ekleyin. Testin sonuçlarını ortaya çıkarmak için, yakalama katmanını ortaya çıkarmak için cımbız kullanarak cihazın üst üç katmanını soyun. Balmumu baskı yöntemi, kağıt bazlı mikroakışkan cihazlar içinde hidrofobik bariyerler oluşturmak için kullanılabilir ve tekrarlanabilir performanslara ve süre sürelerine sahip tahliller için kritik olan tekrarlanabilir boyutlara sahip akışkan yollar üretir.

HCG kağıt bazlı immünolojik testin performansı, paralel olarak 35 pozitif ve 35 negatif test gerçekleştirilerek gösterildi. Her bir veri seti için varyasyon katsayısı, negatif numuneler kullanılarak yapılan tahliller için %1, pozitif numuneler kullanılarak yapılan tahliller için %3 olarak belirlenmiştir. İnkübasyon kanalını ve yakalama bölgesini içeren katmanlar arasındaki yanlış hizalama, pozitif sinyalde düzensiz bir modelin gelişmesine neden olabilir ve bu da kalitatif sinyalin yanlış yorumlanmasına neden olabilir.

Balmumu yeterli miktarda basılmazsa veya kağıdın kalınlığı boyunca tamamen erimesine izin verilmezse, ortaya çıkan hidrofobik bariyerlerin bütünlüğü tehlikeye girebilir ve cihaz içinde sızıntılara neden olabilir. Tamamlanması beklenenden daha uzun süren tahliller, bir cihazın imalatında bir arıza olduğunu gösterebilir. Kağıt bazlı mikroakışkan cihazlar, araştırmacılara düşük maliyetli, bakım noktası analitik testleri geliştirmek için çok yönlü bir platform sağlar.

Bir dizi uygulama mevcut olsa da, burada gösterdiğimiz yaklaşım, sağlık hizmetlerinde kritik olan immünolojik testleri gerçekleştirmek için genel bir cihaz mimarisi ile sonuçlanır. Bu prosedürü denerken, imalat sürecinde ve katmanları pahalı biyokimyasal reaktiflerle işlemden önce kusurları kontrol etmeyi unutmamak önemlidir. Bir kez ustalaştıktan sonra, baskı katmanlarından işlenmiş katmanların birleştirilmesine kadar bu yöntem, iki saat içinde bir fonksiyonel immünolojik test sayfası hazırlamak için kullanılabilir.

Bu videoyu izledikten sonra, üç boyutlu kağıt tabanlı cihazların nasıl üretileceğini iyi anlamalı ve bu platformu diğer ilgili tahlil türlerine göre uyarlayacak kadar rahat olmalısınız.