Language
Фильм

Новости

ДомДом / Новости / Фильм
search
СВЕЖИЕ НОВОСТИ

Jul 06, 2023

15 функций Nintendo Switch, которые изменят способ использования вашей консоли

May 24, 2023

Кабели 18 ГГц имеют прямой SMA и правый

Apr 08, 2023

Разъемы и адаптеры 2,4 мм и 2,92 мм охватывают диапазон от постоянного тока до 40 ГГц.

May 16, 2023

Концевой соединитель провода с шагом 3,5 мм не требует инструментов.

Oct 31, 2023

Концевой соединитель провода с шагом 3,5 мм не требует инструментов.

ОТПРАВИТЬ ЗАПРОС
ПРЕДСТАВЛЯТЬ НА РАССМОТРЕНИЕ

Dec 11, 2023

Фильм

Том «Природные коммуникации»

Nature Communications, том 13, номер статьи: 4902 (2022) Цитировать эту статью

3527 Доступов

6 Альтметрика

Подробности о метриках

Система «лаборатория на чипе» с возможностью тестирования на месте оказания медицинской помощи обеспечивает быстрый и точный диагностический потенциал и полезна в условиях ограниченных ресурсов, где биомедицинское оборудование и квалифицированные специалисты недоступны. Однако создание системы тестирования на месте оказания медицинской помощи, которая одновременно обладала бы всеми необходимыми функциями многофункционального дозирования, выпуска по требованию, надежной работы и возможности длительного хранения реагентов, по-прежнему остается серьезной проблемой. Здесь мы описываем технологию переключателя с пленочным рычагом, которая может манипулировать жидкостями в любом направлении, обеспечивать точную и пропорциональную реакцию срабатывания приложенного пневматического давления, а также сохранять надежность во время резких движений и вибраций. На основе этой технологии мы также описываем разработку системы полимеразной цепной реакции, которая объединяет введение реагентов, смешивание и функции реакции в одном процессе, что обеспечивает эффективность «образец в ответ» для всех клинических образцов из носа от 18 пациентов с Грипп и 18 отдельных контролей, в хорошем соответствии интенсивности флуоресценции со стандартной полимеразной цепной реакцией (коэффициенты Пирсона> 0,9). Предлагаемая платформа обещает надежную автоматизацию биомедицинского анализа и, таким образом, может ускорить коммерциализацию ряда устройств для тестирования в местах оказания медицинской помощи.

Новые заболевания человека, такие как пандемия COVID-19 в 2020 году, которая привела к гибели миллионов жизней, представляют собой серьезную угрозу глобальному здравоохранению и человеческой цивилизации1. Раннее, быстрое и точное выявление заболеваний имеет решающее значение для контроля распространения вируса и достижения улучшенных результатов лечения. Основные диагностические экосистемы, основанные на централизованных лабораториях, где образцы для тестирования отправляются в больницы или диагностические клиники и обслуживаются профессиональным персоналом, в настоящее время ограничивают доступ почти для 5,8 миллиардов человек во всем мире, особенно для тех, кто живет в странах с ограниченными ресурсами и не имеет дорогостоящего биомедицинского оборудования. и квалифицированные врачи2. Таким образом, крайне желательно разработать недорогую и удобную для пользователя систему «лаборатория на чипе» с возможностью тестирования на месте оказания медицинской помощи (POCT), которая предоставляет врачам своевременную диагностическую информацию для принятия обоснованных решений относительно диагностики и лечения3.

В рекомендациях Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) говорится, что идеальная ПОКТ должна быть доступной, удобной для пользователя (простой в использовании при минимальном обучении), точной (избегать ложноотрицательных или ложноположительных результатов), быстрой и надежной (обеспечивать хорошую воспроизводимость). и доставляемые (способные к долгосрочному хранению и легко получаемые конечными пользователями)4. Чтобы соответствовать этим требованиям, системы POCT должны предлагать следующие функции: многофункциональное дозирование для уменьшения ручного вмешательства, выпуск по требованию для пропорционального управления транспортировкой реагентов для получения точных результатов тестирования и надежную работу, чтобы противостоять вибрациям окружающей среды. Наиболее широко используемыми устройствами POCT в настоящее время являются полоски с боковым потоком5,6, состоящие из нескольких слоев пористых нитроцеллюлозных мембран, которые перемещают очень небольшие количества образца вперед, реагируя при этом на предварительно иммобилизованные реагенты посредством капиллярной силы. Несмотря на низкую стоимость, простоту использования и преимущества быстрых результатов, устройства POCT на основе полосок потока можно применять только для биологических анализов (например, определения уровня глюкозы7,8 и теста на беременность9,10), не требуя многоэтапных реакций. (например, загрузка нескольких реагентов, смешивание, мультиплексная реакция). Кроме того, движущая сила, контролирующая движение жидкости (т. е. капиллярная сила), не обеспечивает хорошей согласованности, особенно между различными партиями, что приводит к плохой воспроизводимости11 и делает полоски бокового потока полезными в основном для качественного обнаружения12,13.

Передовые возможности микро- и нанопроизводства создали возможности для разработки микрофлюидных устройств POCT для количественных измерений14,15,16,17. Настраивая межфазные свойства18,19 и геометрию каналов20,21,22, можно контролировать капиллярную силу и скорость потока в этих устройствах. Однако их надежность, особенно для сильно смачивающих жидкостей, по-прежнему неприемлема из-за неточности изготовления, несовершенства материалов и восприимчивости к вибрациям окружающей среды23. Более того, поскольку на границе раздела жидкость-воздух создается капиллярный поток, дополнительные потоки не могут быть введены, особенно после того, как микрофлюидные каналы заполнены жидкостью. В результате для достижения более сложного анализа необходимо выполнить несколько этапов введения образца24,25.

0.9). The estimated material cost of the FAST-POCT device is about $1 (Supplementary Table 1), which can be further reduced when using mass-manufacturing method (e.g., mold injection). In practical terms, the FAST-based POCT device has all the required characteristics as envisioned by the WHO, is compatible with emerging biochemical testing methods such as plasmonic thermocycle testing44, amplification-free immunoassay45 and nanobody-functionalized testing46, which suggests opportunities for POCT systems./p> Pc_long) was connected to chamber A. As pressure P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) was applied, only the liquid in red can flow to chamber B and when the pressure was increased to P2 (> Pc_short), the blue liquid can flow to chamber A. This sequential injection mode applies to different liquids transferring to their related chambers in sequence, which is critical for a successful POCT device. Figure 3a(iv) demonstrates the selective injection mode, where the main chamber had a short (with critical pressure Pc_short) and a long lever (with critical pressure Pc_long < Pc_short) that were connected to chamber A and chamber B, respectively, in addition to another air channel connected to chamber B. To transfer the liquid to chamber A first, pressure P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) and P2 (P2 > P1) with P1 + P2 > Pc_short were applied to the device at the same time. This way the liquid was blocked from entering chamber B by P2; meanwhile, the total pressure P1 + P2 exceeded the critical pressure to activate the shorter lever connected to chamber A to allow the liquid flow to chamber A. Then, when chamber B was required to be filled, we only need to apply P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) in the main chamber to activate the long lever and allow the liquid to flow to chamber B. It can be clearly observed from time t = 3 s to 9 s that the liquid in chamber A remained constant while it increased in chamber B when pressure P1 was applied. When chamber A needed to be filled again, we only need to apply P1 in the main chamber and P2 in the additional chamber. This way, the flow behavior can switch selectively between chambers A and B. The flow behavior of the four multifunctional dispensing modes can be found in Supplementary Movie S2./p>99%)58,59. However, conventional RT-PCR techniques require several pipetting, mixing, metering, and liquid transferring operations, limiting access to professional personnel in resource-limited settings. Here, the FAST-POCT platform was applied for PCR testing of IAV and IBV separately to obtain their lower limit of detection (LOD). Additionally, multiplexed testing of IAV and IBV was conducted to differentiate different pathotypes of a species, providing a promising genetic analysis platform and an opportunity for accurate treatment to diseases./p> 0.9). Parallel to this work, varieties of emerging biochemical techniques (i.e., plasmonic thermocycle testing, amplification-free immunoassay, and nanobody-functionalized testing) have shown their potential for POCT. However, due to a lack of an all-integrated and robust POCT platform, these techniques inevitably require separate pre-treatment processes (e.g., RNA extraction44, incubating45, and rinsing46), which further makes the present work complementary to these technologies to achieve advanced POCT capabilities with desired "sample-in-answer-out" performance. In this work, though a pneumatic pump that is used to activate the FAST valves is small in size and can be integrated into a benchtop instrument (Figs. S9, S10), it still consumes considerable power and makes noises. In principle, the pneumatic pump can be replaced by other means for a smaller form factor, such as use of an electromagnetic force or finger-actuated forces. Further improvements can include, for example, customizing the cartridge for different and specific biochemical assays, and adopting novel detection method with no need for the heating/cooling system, leading to an instrument-free POCT platform for PCR applications. We believe that the proposed FAST technique represents a potential to establish a universal platform not just for biomedical testing, but also for environmental monitoring, food quality inspection, material synthesis, and pharmaceuticals, given that the FAST platform provides a means to manipulate fluids./p> 40 years old, and 19 males, 17 females. The demographics are provided in the Supplementary Table 3. Informed consent was obtained from all the participants. The participants are all influenza suspected people and volunteered to be tested with no compensation./p>