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Lab-on-a-Chip-Systeme mit Vor-Ort-Funktionen bieten das Potenzial für eine schnelle und genaue Diagnose und sind in ressourcenbeschränkten Umgebungen nützlich, in denen biomedizinische Ausrüstung und geschultes Fachpersonal nicht verfügbar sind.Allerdings bleibt die Schaffung eines Point-of-Care-Testsystems, das gleichzeitig über alle notwendigen Funktionen für eine multifunktionale Abgabe, eine bedarfsgesteuerte Freisetzung, eine zuverlässige Leistung und eine langfristige Lagerung von Reagenzien verfügt, eine große Herausforderung.Hier beschreiben wir eine hebelbetätigte Mikrohubschaltertechnologie, die Flüssigkeiten in jede Richtung manipulieren kann, eine präzise und proportionale Reaktion auf den angelegten Luftdruck bietet und gegenüber plötzlichen Bewegungen und Vibrationen stabil bleibt.Basierend auf der Technologie beschreiben wir auch die Entwicklung eines Polymerase-Kettenreaktionssystems, das die Funktionen Einführung, Mischen und Reaktion von Reagenzien in einem Prozess integriert und eine „Sample-in-Antwort-out“-Leistung für alle klinischen Nasenproben von 18 Patienten erreicht Influenza und 18 Einzelkontrollen, in guter Übereinstimmung der Fluoreszenzintensität mit der Standard-Polymerase-Kettenreaktion (Pearson-Koeffizienten > 0,9).Basierend auf der Technologie beschreiben wir auch die Entwicklung eines Polymerase-Kettenreaktionssystems, das die Funktionen Einführung, Mischen und Reaktion von Reagenzien in einem Prozess integriert und eine „Sample-in-Antwort-out“-Leistung für alle klinischen Nasenproben von 18 Patienten erreicht mit Influenza und 18 Einzelkontrollen, in guter Übereinstimmung der Fluoreszenzintensität mit der Standard-Polymerase-Kettenreaktion (Pearson-Koeffizienten > 0,9).Основываясь на этой технологии, мы также описываем разработку системы полимеразной цепной реакции, которая объединяет функции введения реагентов, смешивания и реакции в одном процессе, что обеспечивает выполнение «образец-в-ответ-выход» для всех клинических образцов из носа от 18 пациентов с Грипп und 18 neue Steuergeräte, bei denen die Intensität der Fluoreszenz mit einer standardmäßigen Polymer-Zertifizierungsreaktion (Pirsonenkoeffizient > 0,9) übereinstimmt.Basierend auf dieser Technologie beschreiben wir auch die Entwicklung eines Polymerase-Kettenreaktionssystems, das die Funktionen des Injizierens, Mischens und Reagierens in einem einzigen Prozess vereint und so das Sample-in-Response-out für alle klinischen Nasenproben von 18 Influenzapatienten ermöglicht.und 18 Einzelkontrollen, in guter Übereinstimmung mit der Standard-Fluoreszenzintensität der Polymerase-Kettenreaktion (Pearson-Koeffizienten > 0,9).Basierend auf dieser Technologie beschreiben wir auch die Entwicklung eines Polymerase-Kettenreaktionssystems, das Reagenzinjektions-, Misch- und Reaktionsfunktionen integriert, um alle klinischen Nasenproben von 18 In-Proben-Nasenpatientenproben zu analysieren. Influenza und 18 individuelle Kontrollen, angepasste Fluoreszenzintensität gut mit Standard-Polymerase-Kettenreaktion (Pearson-Koeffizient > 0,9).Die vorgeschlagene Plattform gewährleistet eine zuverlässige Automatisierung der biomedizinischen Analyse und kann somit die Kommerzialisierung einer Reihe von Point-of-Care-Testgeräten beschleunigen.
Neu auftretende menschliche Krankheiten, wie die COVID-19-Pandemie im Jahr 2020, die Millionen von Menschen das Leben gekostet hat, stellen eine ernsthafte Bedrohung für die globale Gesundheit und die menschliche Zivilisation dar1.Eine frühzeitige, schnelle und genaue Erkennung von Krankheiten ist entscheidend, um die Ausbreitung des Virus zu kontrollieren und die Behandlungsergebnisse zu verbessern.Ein zentrales diagnostisches Ökosystem, das auf zentralisierten Laboren basiert, in denen Testproben an Krankenhäuser oder Diagnosekliniken geschickt und von Fachleuten betrieben werden, schränkt derzeit den Zugang für fast 5,8 Milliarden Menschen weltweit ein, insbesondere für diejenigen, die in ressourcenbeschränkten Umgebungen leben.wo es an teuren biomedizinischen Geräten und qualifizierten Fachkräften mangelt.Ärzte 2. Daher besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung eines kostengünstigen und benutzerfreundlichen Lab-on-a-Chip-Systems mit Point-of-Care-Testing (POCT)-Fähigkeit, das Ärzten rechtzeitig diagnostische Informationen liefern kann, um fundierte Diagnoseentscheidungen zu treffen .und Behandlung 3.
In den Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) heißt es, dass ein idealer POCT erschwinglich, benutzerfreundlich (einfach zu bedienen mit minimaler Schulung), genau (falsch-negative oder falsch-positive Ergebnisse vermeiden), schnell und zuverlässig (gute Wiederholbarkeitseigenschaften bieten) und sein sollte lieferbar (langfristig speicherbar und für Endverbraucher leicht verfügbar)4.Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen POCT-Systeme die folgenden Funktionen bieten: vielseitige Dosierung zur Reduzierung manueller Eingriffe, bedarfsgesteuerte Freigabe zur Skalierung des Reagenzientransports für genaue Testergebnisse und zuverlässige Leistung, um Umgebungsvibrationen standzuhalten.Das derzeit am weitesten verbreitete POCT-Gerät ist der Lateral Flow Strip5,6, der aus mehreren Schichten poröser Nitrozellulosemembranen besteht, die eine sehr kleine Probenmenge nach vorne schieben und durch Kapillarkraft mit vorimmobilisierten Reagenzien reagieren.Obwohl sie den Vorteil geringer Kosten, einfacher Handhabung und schneller Ergebnisse bieten, können Flow-Strip-basierte POCT-Geräte nur für biologische Tests (z. B. Glukosetests7,8 und Schwangerschaftstests9,10) verwendet werden, ohne dass mehrstufige Analysen erforderlich sind.Reaktionen (z. B. Laden mehrerer Reagenzien, Mischen, Multiplexen).Darüber hinaus sorgen die treibenden Kräfte, die die Flüssigkeitsbewegung steuern (z. B. Kapillarkräfte), nicht für eine gute Konsistenz, insbesondere zwischen Chargen, was zu einer schlechten Reproduzierbarkeit11 führt und laterale Flussbänder vor allem für eine gute Erkennung nützlich macht12,13.
Erweiterte Fertigungskapazitäten im Mikro- und Nanomaßstab haben Möglichkeiten für die Entwicklung mikrofluidischer POCT-Geräte für quantitative Messungen geschaffen14,15,16,17.Durch Anpassen der Eigenschaften der Schnittstelle 18, 19 und der Geometrie der Kanäle 20, 21, 22 können die Kapillarkraft und die Durchflussrate dieser Geräte gesteuert werden.Allerdings bleibt ihre Zuverlässigkeit, insbesondere bei stark benetzten Flüssigkeiten, aufgrund von Herstellungsungenauigkeiten, Materialfehlern und Empfindlichkeit gegenüber Umgebungsvibrationen inakzeptabel.Da außerdem an der Flüssigkeit-Gas-Grenzfläche eine Kapillarströmung entsteht, kann insbesondere nach dem Füllen des Mikrofluidikkanals mit Flüssigkeit keine zusätzliche Strömung eingeleitet werden.Daher müssen für einen komplexeren Nachweis mehrere Schritte der Probeninjektion durchgeführt werden24,25.
Unter den mikrofluidischen Geräten sind zentrifugale mikrofluidische Geräte derzeit eine der besten Lösungen für POCT26,27.Sein Antriebsmechanismus hat den Vorteil, dass die Antriebskraft durch Einstellen der Drehzahl gesteuert werden kann.Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Zentrifugalkraft immer auf den äußeren Rand des Geräts gerichtet ist, was die Umsetzung der für komplexere Analysen erforderlichen mehrstufigen Reaktionen erschwert.Obwohl für die multifunktionale Dosierung zusätzlich zur Zentrifugalkraft zusätzliche Antriebskräfte (z. B. Kapillaren 28, 29 und viele andere 30, 31, 32, 33, 34, 35) eingebracht werden, kann es dennoch zu unvorhergesehenen Flüssigkeitsübertragungen kommen, da es sich bei diesen zusätzlichen Kräften im Allgemeinen um Ordnungen handelt Sie haben eine geringere Größenordnung als die Zentrifugalkraft und sind daher nur in kleinen Betriebsbereichen wirksam oder bei Bedarf nicht mit Flüssigkeitsabgabe verfügbar.Die Integration pneumatischer Manipulationen in die zentrifugale Mikrofluidik, wie z. B. zentrifugale kinetische Methoden 36, 37, 38, thermopneumatische Methoden 39 und aktive pneumatische Methoden 40, hat sich als attraktive Alternative erwiesen.Beim gegenfugodynamischen Ansatz werden ein zusätzlicher Hohlraum und verbindende Mikrokanäle sowohl für die äußere als auch für die innere Wirkung in das Gerät integriert, wobei dessen Pumpeffizienz (im Bereich von 75 % bis 90 %) stark von der Anzahl der Pumpzyklen und der Viskosität abhängt der Flüssigkeit.Bei der thermopneumatischen Methode sind die Latexmembran und die Flüssigkeitstransferkammer speziell dafür ausgelegt, den Einlass abzudichten oder wieder zu öffnen, wenn das eingeschlossene Luftvolumen erhitzt oder abgekühlt wird.Allerdings führt der Heiz-/Kühlaufbau zu langsamen Reaktionsproblemen und schränkt seine Verwendung in wärmeempfindlichen Tests (z. B. Amplifikation durch Polymerase-Kettenreaktion (PCR)) ein.Bei einem aktiven pneumatischen Ansatz wird die bedarfsgesteuerte Freigabe und Einwärtsbewegung durch die gleichzeitige Anwendung von Überdruck und genau abgestimmten Drehzahlen durch Hochgeschwindigkeitsmotoren erreicht.Es gibt andere erfolgreiche Ansätze, die ausschließlich pneumatische Aktuatoren (Überdruck 41, 42 oder Unterdruck 43) und normalerweise geschlossene Ventilkonstruktionen verwenden.Durch sukzessives Anlegen von Druck in der Pneumatikkammer wird die Flüssigkeit peristaltisch nach vorne gepumpt, und das normalerweise geschlossene Ventil verhindert den Rückfluss von Flüssigkeit aufgrund der Peristaltik, wodurch komplexe Flüssigkeitsvorgänge realisiert werden.Allerdings gibt es derzeit nur eine begrenzte Anzahl mikrofluidischer Technologien, die komplexe Flüssigkeitsvorgänge in einem einzigen POCT-Gerät durchführen können, einschließlich multifunktionaler Abgabe, bedarfsgesteuerter Freisetzung, zuverlässiger Leistung, Langzeitlagerung, Handhabung hochviskoser Flüssigkeiten, und kostengünstige Fertigung.Alles zur selben Zeit.Das Fehlen eines mehrstufigen Funktionsablaufs könnte auch einer der Gründe dafür sein, dass bisher nur wenige kommerzielle POCT-Produkte wie Cepheid, Binx, Visby, Cobas Liat und Rhonda erfolgreich auf dem freien Markt eingeführt wurden.
In diesem Artikel schlagen wir einen pneumatischen mikrofluidischen Aktuator vor, der auf der Green Ring Micro Switch-Technologie (FAST) basiert.FAST vereint alle notwendigen Eigenschaften gleichzeitig für ein breites Spektrum an Reagenzien vom Mikroliter bis zum Milliliter.FAST besteht aus elastischen Membranen, Hebeln und Blöcken.Ohne Anwendung von Luftdruck können die Membranen, Hebel und Blöcke fest verschlossen und die Flüssigkeit im Inneren lange gelagert werden.Wenn der entsprechende Druck ausgeübt und an die Länge des Hebels angepasst wird, dehnt sich die Membran aus und drückt den Hebel in die geöffnete Position, wodurch Flüssigkeit hindurchströmen kann.Dies ermöglicht die multifunktionale Dosierung von Flüssigkeiten kaskadenartig, gleichzeitig, sequentiell oder selektiv.
Wir haben ein PCR-System mit FAST entwickelt, um Response-in-Probe-Ergebnisse für den Nachweis von Influenza-A- und -B-Viren (IAV und IBV) zu generieren.Wir erreichten eine untere Nachweisgrenze (LOD) von 102 Kopien/ml, unser Multiplex-Assay zeigte Spezifität für IAV und IBV und ermöglichte die Pathotypisierung von Influenzaviren.Die klinischen Testergebnisse unter Verwendung der Nasenabstrichprobe von 18 Patienten und 18 gesunden Personen zeigen eine gute Übereinstimmung der Fluoreszenzintensität mit der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizienten > 0,9).Die klinischen Testergebnisse unter Verwendung der Nasenabstrichprobe von 18 Patienten und 18 gesunden Personen zeigen eine gute Übereinstimmung der Fluoreszenzintensität mit der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizienten > 0,9).Die von Kliniken erstellten Ergebnisse mit einer Behandlungsmaske von insgesamt 18 Patienten und 18 Patienten haben eine sehr gute Intensität erreicht. Standardmäßige Fluoreszenzmessung (PIRSON-Koeffizient > 0,9).Die Ergebnisse klinischer Studien mit einer Nasenabstrichprobe von 18 Patienten und 18 gesunden Personen zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen der Fluoreszenzintensität der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizienten > 0,9).0,9）。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 Die von Kliniken erstellten Ergebnisse wurden mit 18 Patienten und 18 Patienten intensiv erstellt Fluoreszenz- und Standardfluoreszenzmittel (Pirson-Koeffizient > 0,9).Die Ergebnisse klinischer Studien mit Nasenabstrichproben von 18 Patienten und 18 gesunden Personen zeigten eine gute Übereinstimmung zwischen der Fluoreszenzintensität und der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizient > 0,9).Die geschätzten Materialkosten eines FAST-POCT-Geräts betragen etwa 1 US-Dollar (Ergänzungstabelle 1) und können durch den Einsatz großtechnischer Fertigungsmethoden (z. B. Spritzguss) weiter gesenkt werden.Tatsächlich verfügen FAST-basierte POCT-Geräte über alle von der WHO vorgeschriebenen erforderlichen Funktionen und sind mit neuen biochemischen Testmethoden wie Plasma-Thermozyklen44, amplifikationsfreien Immunoassays45 und Nanobody-Funktionalisierungstests46 kompatibel, die das Rückgrat von POCT-Systemen bilden.Wahrscheinlichkeit.
Auf Abb.1a zeigt den Aufbau der FAST-POCT-Plattform, die aus vier Flüssigkeitskammern besteht: einer Vorspeicherkammer, einer Mischkammer, einer Reaktionskammer und einer Abfallkammer.Der Schlüssel zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses ist das FAST-Design (bestehend aus elastischen Membranen, Hebeln und Blöcken), das sich in der Vorspeicherkammer und der Mischkammer befindet.Als pneumatisch betätigte Methode bietet das FAST-Design eine präzise Steuerung des Flüssigkeitsflusses, einschließlich Geschlossen/Offen-Umschaltung, vielseitige Dosierung, bedarfsgesteuerte Flüssigkeitsabgabe, zuverlässigen Betrieb (z. B. Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungsvibrationen) und Langzeitlagerung.Die FAST-POCT-Plattform besteht aus vier Schichten: einer Trägerschicht, einer elastischen Folienschicht, einer Kunststofffolienschicht und einer Deckschicht, wie in einer vergrößerten Ansicht in Abb. 1b dargestellt (auch im Detail in den ergänzenden Abbildungen S1 und S2 dargestellt). ).Alle Kanäle und Flüssigkeitstransportkammern (z. B. Vorspeicher- und Reaktionskammern) sind in PLA-Substrate (Polymilchsäure) mit einer Dicke von 0,2 mm (dünnster Teil) bis 5 mm eingebettet.Das elastische Folienmaterial ist ein 300 µm dickes PDMS, das sich aufgrund seiner „dünnen Dicke“ und seines geringen Elastizitätsmoduls (ca. 2,25 MPa47) bei Luftdruck leicht ausdehnt.Die Polyethylenfolienschicht besteht aus Polyethylenterephthalat (PET) mit einer Dicke von 100 µm, um die elastische Folie vor übermäßiger Verformung durch Luftdruck zu schützen.Entsprechend den Kammern verfügt die Substratschicht über Hebel, die über Scharniere mit der Deckschicht (aus PLA) verbunden sind, um den Flüssigkeitsfluss zu steuern.Die elastische Folie wurde mit doppelseitigem Klebeband (ARseal 90880) auf die Trägerschicht geklebt und mit einer Kunststofffolie abgedeckt.Drei Schichten wurden mithilfe eines T-Clip-Designs in der Deckschicht auf einem Substrat montiert.Die T-Klemme hat eine Lücke zwischen zwei Beinen.Als der Clip in die Nut eingeführt wurde, bogen sich die beiden Beine leicht, kehrten dann in ihren ursprünglichen Zustand zurück und umschlossen den Deckel und die Rückseite fest, während sie durch die Nut gingen (ergänzende Abbildung S1).Anschließend werden die vier Schichten mithilfe von Verbindern zusammengefügt.
Schematische Darstellung der Plattform zur Veranschaulichung der verschiedenen Funktionsbereiche und Funktionen von FAST.b Vergrößertes Diagramm der FAST-POCT-Plattform.c Foto der Plattform neben einer US-Vierteldollarmünze.
Der Funktionsmechanismus der FAST-POCT-Plattform ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Schlüsselkomponenten sind die Blöcke auf der Basisschicht und die Scharniere auf der Deckschicht, was zu einem Interferenzdesign führt, wenn die vier Schichten in T-Form zusammengesetzt werden .Wenn kein Luftdruck angelegt wird (Abb. 2a), führt die Presspassung dazu, dass sich das Scharnier verbiegt und verformt, und durch den Hebel wird eine Dichtungskraft ausgeübt, um die elastische Folie gegen den Block zu drücken, und die Flüssigkeit im Dichtungshohlraum wird definiert als versiegelter Staat.Zu beachten ist, dass in diesem Zustand der Hebel nach außen gebogen ist, wie in der Seitenansicht in Abb. 2a dargestellt.Wenn Luft zugeführt wird (Abb. 2b), dehnt sich die elastische Membran nach außen in Richtung der Abdeckung aus und drückt den Hebel nach oben, wodurch ein Spalt zwischen dem Hebel und dem Block geöffnet wird, durch den Flüssigkeit in die nächste Kammer fließen kann, was als offener Zustand definiert ist .Nach dem Ablassen des Luftdrucks kann der Hebel aufgrund der Elastizität des Scharniers in seine ursprüngliche Position zurückkehren und fest bleiben.Videos der Hebelbewegungen werden im Zusatzfilm S1 präsentiert.
A. Schematische Darstellung und Fotos im geschlossenen Zustand.Bei fehlendem Druck drückt der Hebel die Membran gegen den Block und die Flüssigkeit wird verschlossen.b In gutem Zustand.Wenn Druck ausgeübt wird, dehnt sich die Membran aus und drückt den Hebel nach oben, sodass sich der Kanal öffnet und Flüssigkeit fließen kann.c Bestimmen Sie die charakteristische Größe des kritischen Drucks.Zu den charakteristischen Maßen gehören die Länge des Hebels (L), der Abstand zwischen Schieber und Scharnier (l) und die Dicke des Hebelvorsprungs (t).Fs ist die Verdichtungskraft am Drosselpunkt B. q ist die gleichmäßig verteilte Last am Hebel.Tx* stellt das vom Gelenkhebel entwickelte Drehmoment dar.Der kritische Druck ist der Druck, der erforderlich ist, um den Hebel anzuheben und die Flüssigkeit zum Fließen zu bringen.d Theoretische und experimentelle Ergebnisse des Zusammenhangs zwischen kritischem Druck und Elementgröße.n = 6 unabhängige Experimente wurden durchgeführt und die Daten werden als ± Standardabweichung angezeigt.Rohdaten werden als Rohdatendateien dargestellt.
Ein auf der Balkentheorie basierendes analytisches Modell wurde entwickelt, um die Abhängigkeit des kritischen Drucks Pc, bei dem sich der Spalt öffnet, von den geometrischen Parametern zu analysieren (z. B. ist L die Länge des Hebels, l der Abstand zwischen dem Block und dem). Scharnier, S ist der Hebel. Die Kontaktfläche mit der Flüssigkeit t ist die Dicke des Hebelvorsprungs, wie in Abb. 2c dargestellt.Wie in den ergänzenden Anmerkungen und der ergänzenden Abbildung S3 detailliert beschrieben, öffnet sich die Lücke, wenn \({P}_{c}\ge \frac{2{F}_{s}l}{SL}\), wobei Fs das Drehmoment ist \ ({T}_{x}^{\ast}(={F}_{s}l)\), um die mit einer Presspassung verbundenen Kräfte zu eliminieren und eine Biegung des Scharniers zu verursachen.Die experimentelle Reaktion und das analytische Modell zeigen eine gute Übereinstimmung (Abb. 2d), was zeigt, dass der kritische Druck Pc mit zunehmendem t/l und abnehmendem L zunimmt, was leicht durch das klassische Balkenmodell erklärt werden kann, d. h. das Drehmoment steigt mit t/Lift .Somit zeigt unsere theoretische Analyse deutlich, dass der kritische Druck durch Anpassung der Hebellänge L und des t/l-Verhältnisses effektiv gesteuert werden kann, was eine wichtige Grundlage für das Design der FAST-POCT-Plattform darstellt.
Die FAST-POCT-Plattform bietet eine multifunktionale Abgabe (dargestellt in Abbildung 3a mit Einschub und Experiment), was das wichtigste Merkmal einer erfolgreichen POCT ist, bei der Flüssigkeiten in jede Richtung und in beliebiger Reihenfolge (Kaskade, gleichzeitig, sequentiell) oder selektiv über mehrere Kanäle fließen können Abgabe.– Dosierfunktion.Auf Abb.3a(i) zeigt einen kaskadierten Dosiermodus, bei dem zwei oder mehr Kammern unter Verwendung von Blöcken zur Trennung der verschiedenen Reaktanten und einem Hebel zur Steuerung des offenen und geschlossenen Zustands kaskadiert werden.Bei Druckbeaufschlagung fließt die Flüssigkeit kaskadenartig von der oberen in die untere Kammer.Es ist zu beachten, dass die Kaskadenkammern mit Nasschemikalien oder Trockenchemikalien wie lyophilisierten Pulvern gefüllt werden können.Im Experiment in Abb. 3a(i) fließt die rote Tinte aus der oberen Kammer zusammen mit dem blauen Farbstoffpulver (Kupfersulfat) in die zweite Kammer und wird dunkelblau, wenn sie die untere Kammer erreicht.Außerdem wird der Steuerdruck für die gepumpte Flüssigkeit angezeigt.Wenn ein Hebel mit zwei Kammern verbunden ist, wird der gleichzeitige Einspritzmodus aktiviert, wie in Abb.3a(ii), bei dem die Flüssigkeit bei Druckbeaufschlagung gleichmäßig auf zwei oder mehr Kammern verteilt werden kann.Da der kritische Druck von der Länge des Hebels abhängt, kann die Länge des Hebels angepasst werden, um ein sequentielles Einspritzmuster zu erzielen, wie in Abb. gezeigt.3a(iii).Ein langer Hebel (mit kritischem Druck Pc_long) war mit Kammer B verbunden und ein kurzer Hebel (mit kritischem Druck Pc_short > Pc_long) war mit Kammer A verbunden. Da Druck P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) angelegt wurde, war nur die Flüssigkeit in Rot kann in Kammer B fließen, und wenn der Druck auf P2 (> Pc_short) erhöht wurde, kann die blaue Flüssigkeit in Kammer A fließen. Dieser sequentielle Injektionsmodus gilt für verschiedene Flüssigkeiten, die nacheinander in die zugehörigen Kammern übertragen werden, was für einen erfolgreichen POCT von entscheidender Bedeutung ist Gerät.Ein langer Hebel (mit kritischem Druck Pc_long) war mit Kammer B verbunden und ein kurzer Hebel (mit kritischem Druck Pc_short > Pc_long) war mit Kammer A verbunden. Da Druck P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) angelegt wurde, war nur die Flüssigkeit in Rot kann in Kammer B fließen, und wenn der Druck auf P2 (> Pc_short) erhöht wurde, kann die blaue Flüssigkeit in Kammer A fließen. Dieser sequentielle Injektionsmodus gilt für verschiedene Flüssigkeiten, die nacheinander in die zugehörigen Kammern übertragen werden, was für einen erfolgreichen POCT von entscheidender Bedeutung ist Gerät.Длинный рычаг (mit kritischem Datum Pc_long) mit Kamera B, а короткий рычаг (mit kritischem Datum Pc_short > Pc_long) mit Kollege von Kamera A. Vorher P1-Laufzeit (Pc_long < P1 < Pc_short) Nur eine kurze Zeitspanne kann bis zu 30 Sekunden dauern Kamera B, und nachdem sie auf P2 (> Pc_short) übertragen wurde, kann diese Zeit in Kamera A angezeigt werden Als nächstes wurde in mehreren Kameras eine Genehmigung für die POCT-Versorgung eingeholt.Ein langer Hebel (mit kritischem Druck Pc_long) wurde mit Kammer B verbunden, und ein kurzer Hebel (mit kritischem Druck Pc_short > Pc_long) wurde mit Kammer A verbunden. Wenn Druck P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) angewendet wird, wird nur die Flüssigkeit hervorgehoben in Rot kann in Kammer B fließen, und wenn der Druck auf P2 (> Pc_short) erhöht wurde, kann die blaue Flüssigkeit in Kammer A fließen. Dieser sequentielle Injektionsmodus wird auf verschiedene Flüssigkeiten angewendet, die nacheinander in die jeweiligen Kammern übertragen werden, was von entscheidender Bedeutung ist für erfolgreiches POCT.Gerät. Ein kurzer Download (kritischer Start von Pc_long) mit Kamera B, ein kurzer Download (kritischer Start von Pc_short > Pc_long) mit Kamera A.Der lange Arm (kritischer Druck Pc_long) ist mit Kammer B verbunden und der kurze Arm (kritischer Druck Pc_short > Pc_long) ist mit Kammer A verbunden.Nach der Verwendung von P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) in der Kamera B kann die gleiche kurze Zeit hinzugefügt werden, während die Ergebnisse von P2 (> Pc_short) in der Kamera A hinzugefügt werden können синяя жидкость.Wenn der Druck P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) angelegt wird, kann nur rote Flüssigkeit in Kammer B gelangen, und wenn der Druck auf P2 (> Pc_short) erhöht wird, kann blaue Flüssigkeit in Kammer A gelangen. Dieser sequentielle Injektionsmodus eignet sich für die sequentielle Übertragung von verschiedene Flüssigkeiten in die jeweiligen Kammern, was für den erfolgreichen Betrieb des POCT-Geräts von entscheidender Bedeutung ist.Abbildung 3a(iv) zeigt den selektiven Injektionsmodus, bei dem die Hauptkammer einen kurzen (mit kritischem Druck Pc_short) und einen langen Hebel (mit kritischem Druck Pc_long < Pc_short) hatte, die zusätzlich mit Kammer A bzw. Kammer B verbunden waren zu einem anderen Luftkanal, der mit Kammer B verbunden ist. Um die Flüssigkeit zunächst in Kammer A zu übertragen, wurden gleichzeitig Druck P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) und P2 (P2 > P1) mit P1 + P2 > Pc_short auf das Gerät ausgeübt.Abbildung 3a(iv) zeigt den selektiven Injektionsmodus, bei dem die Hauptkammer einen kurzen (mit kritischem Druck Pc_short) und einen langen Hebel (mit kritischem Druck Pc_long < Pc_short) hatte, die zusätzlich mit Kammer A bzw. Kammer B verbunden waren zu einem anderen Luftkanal, der mit Kammer B verbunden ist. Um die Flüssigkeit zunächst in Kammer A zu übertragen, wurden gleichzeitig Druck P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) und P2 (P2 > P1) mit P1 + P2 > Pc_short auf das Gerät ausgeübt.Auf Abb.3a(iv) hat eine Auswahlliste erstellt, die aus einer neuen Kamera (mit einem kritischen Datum von Pc_short) und einem zweiten Klick (mit einem kritischen Datum von Pc_long) besteht Pc_short), das mit der Kamera A und der Kamera B verbunden ist.3a(iv) zeigt den selektiven Injektionsmodus, bei dem die Hauptkammer einen kurzen (mit kritischem Druck Pc_short) und einen langen Hebel (mit kritischem Druck Pc_long < Pc_short) hatte, die zusätzlich mit Kammer A bzw. Kammer B verbunden waren.Mit dem zweiten Kanal, der mit der Kamera B verbunden ist. Diese wurden in die Kamera A übertragen, da das Gerät vor Kurzem P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) verwendet hat. und P2 (P2 > P1), also P1 + P2 > Pc_short.zu einem anderen Luftkanal, der mit Kammer B verbunden ist. Um Flüssigkeit zunächst in Kammer A zu übertragen, wurden gleichzeitig die Drücke P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) und P2 (P2 > P1) an das Gerät angelegt, wobei P1 + P2 > Pc_short. 3a(iv) stellt eine Auswahlliste dar, bei der die aktuelle Kamera kürzer ist (mit kritischem Datum Pc_short) und gedämpft (mit kritischem Datum. Pc _long < Pc_short), verbunden mit Kamera A und Kamera B, gleichwertig und in Ergänzung zu einem anderen Kanal, im Anschluss an Kommissar B.3a(iv) zeigt den selektiven Injektionsmodus, wenn die Hauptkammer über einen kurzen Schaft (kritischer Druck Pc_short) und einen langen Schaft (kritischer Druck Pc_long < Pc_short) verfügt, die jeweils mit Kammer A und Kammer B verbunden sind, und zusätzlich zu einem weiteren Luftdurchgang, verbunden mit Raum B.Somit verhindert P2, dass Flüssigkeit in Kammer B eindringt;In der Zwischenzeit überschritt der Gesamtdruck P1 + P2 den kritischen Druck, um den kürzeren Hebel zu aktivieren, der mit Kammer A verbunden ist, damit die Flüssigkeit in Kammer A fließen kann. Wenn dann Kammer B gefüllt werden musste, müssen wir nur P1 anwenden (Pc_long < P1 < Pc_short) in der Hauptkammer, um den langen Hebel zu aktivieren und die Flüssigkeit in Kammer B fließen zu lassen. Vom Zeitpunkt t = 3 s bis 9 s ist deutlich zu beobachten, dass die Flüssigkeit in Kammer A konstant blieb, während sie in Kammer zunahm B, wenn der Druck P1 angelegt wurde.In der Zwischenzeit überschritt der Gesamtdruck P1 + P2 den kritischen Druck, um den kürzeren Hebel zu aktivieren, der mit Kammer A verbunden ist, damit die Flüssigkeit in Kammer A fließen kann. Wenn dann Kammer B gefüllt werden musste, müssen wir nur P1 anwenden (Pc_long < P1 < Pc_short) in der Hauptkammer, um den langen Hebel zu aktivieren und die Flüssigkeit in Kammer B fließen zu lassen. Vom Zeitpunkt t = 3 s bis 9 s ist deutlich zu beobachten, dass die Flüssigkeit in Kammer A konstant blieb, während sie in Kammer zunahm B, wenn der Druck P1 angelegt wurde.In der Zwischenzeit, nachdem P1 + P2 vor einem kritischen Datum veröffentlicht wurden, müssen Sie den gesamten Kurztest aktivieren, der mit der Kamera A verbunden ist und die Sie nicht benötigen. Klicken Sie auf Kamera A. Wenn Sie Kamera B laden möchten, müssen Sie nur noch P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) verwenden ) In der neuen Kamera müssen Sie zwei Tage lang aktiv sein und die Zeit in der Kamera verbringen. Die Kamera A wurde innerhalb einer bestimmten Zeitspanne geöffnet, bis die Kamera geöffnet wurde.Inzwischen hat der Gesamtdruck P1 + P2 den kritischen Druck überschritten, um einen kürzeren Hebel zu aktivieren, der mit Kammer A verbunden ist, damit Flüssigkeit in Kammer A fließen kann. Wenn dann Kammer B gefüllt werden muss, müssen wir nur noch P1 anwenden (Pc_long < P1). < Pc_short ) in der Hauptkammer, um den langen Hebel zu betätigen und die Flüssigkeit in Kammer B fließen zu lassen. Es ist deutlich zu erkennen, dass zwischen t = 3 s und 9 s die Flüssigkeit in Kammer A konstant blieb, während sie in Kammer zunahm.B, wenn der Druck P1 anliegt.Gleichzeitig überschreitet der Gesamtdruck P1 + P2 den kritischen Druck, wodurch der kürzere Hebel betätigt wird, der Kammer A verbindet, sodass Flüssigkeit in Kammer A fließen kann.Wenn es an der Zeit ist, Kammer A zu füllen, tragen wir einfach P1 in die Hauptkammer und P2 in die Nebenkammer auf.Auf diese Weise kann das Strömungsverhalten gezielt zwischen den Kameras A und B umgeschaltet werden. Das Strömungsverhalten der vier multifunktionalen Verteilungsmodi finden Sie im Zusatzfilm S2.
a Darstellung der multifunktionalen Zuweisung, dh (i) kaskadierende, (ii) gleichzeitige, (iii) sequentielle und (iv) selektive Zuweisung.Die Kurven stellen den Arbeitsablauf und die Parameter dieser vier Verteilungsmodi dar.b Ergebnisse von Langzeitlagerungstests in entionisiertem Wasser und Ethanol.n = 5 unabhängige Experimente wurden durchgeführt und die Daten werden als ± sd c angezeigt.Stabilitätstestdemonstrationen, als sich das FAST-Gerät und das Kapillarventil-Gerät (CV) in (i) statischen und (ii) vibrierenden Zuständen befanden.(iii) Volumen vs. Zeit für FAST- und CV-Geräte bei verschiedenen Winkelfrequenzen.d Veröffentlichung der Testergebnisse auf Anfrage für (i) FAST-Gerät und (ii) CV-Gerät.(iii) Beziehung zwischen Volumen und Zeit für FAST- und CV-Geräte im intermittierenden Druckmodus.Alle Maßstabsbalken 1 cm.Rohdaten werden als Rohdatendateien bereitgestellt.
Die Langzeitlagerung von Reagenzien ist ein weiteres wichtiges Merkmal eines erfolgreichen POCT-Geräts, das es ungeschultem Personal ermöglicht, mit mehreren Reagenzien umzugehen.Während viele Technologien ihr Potenzial für die Langzeitlagerung gezeigt haben (z. B. 35 Mikrodispenser, 48 Blisterpackungen und 49 Stickpacks), ist ein spezielles Aufnahmefach für die Unterbringung der Packung erforderlich, was die Kosten und die Komplexität erhöht;Darüber hinaus ermöglichen diese Aufbewahrungsmechanismen keine bedarfsgesteuerte Abgabe und führen zu einer Verschwendung von Reagenzien aufgrund von Resten in der Verpackung.Die langfristige Lagerfähigkeit wurde durch die Durchführung eines beschleunigten Lebensdauertests mit CNC-gefrästem PMMA-Material aufgrund seiner leichten Rauheit und Beständigkeit gegen Gaspermeation überprüft (ergänzende Abbildung S5).Die Testapparatur wurde 9 Tage lang bei 65 °C mit entionisiertem Wasser (deionisiertes Wasser) und 70 % Ethanol (Simulation flüchtiger Reagenzien) gefüllt.Sowohl entionisiertes Wasser als auch Ethanol wurden unter Verwendung von Aluminiumfolie gelagert, um den Zugang von oben zu blockieren.Zur Berechnung des Echtzeitäquivalents wurden die Arrhenius-Gleichung und die in der Literatur50,51 angegebene Penetrationsaktivierungsenergie verwendet.Auf Abb.3b zeigt die durchschnittlichen Gewichtsverlustergebnisse für 5 Proben, die 9 Tage lang bei 65 °C gelagert wurden, was 0,30 % für entionisiertes Wasser und 0,72 % für 70 %iges Ethanol über 2 Jahre bei 23 °C entspricht.
Auf Abb.3c zeigt den Vibrationstest.Da das Kapillarventil (CV) die beliebteste Methode zur Flüssigkeitshandhabung unter den vorhandenen POCT28,29-Geräten ist, wurde zum Vergleich ein CV-Gerät mit einer Breite von 300 µm und einer Tiefe von 200 µm verwendet.Es ist ersichtlich, dass, wenn beide Geräte stationär bleiben, die Flüssigkeit in der FAST-POCT-Plattform abdichtet und die Flüssigkeit im CV-Gerät aufgrund der plötzlichen Ausdehnung des Kanals blockiert, was die Kapillarkräfte verringert.Wenn jedoch die Kreisfrequenz des Orbitalvibrators zunimmt, bleibt die Flüssigkeit in der FAST-POCT-Plattform versiegelt, aber die Flüssigkeit im CV-Gerät fließt in die untere Kammer (siehe auch Zusatzfilm S3).Dies deutet darauf hin, dass die verformbaren Scharniere der FAST-POCT-Plattform eine starke mechanische Kraft auf das Modul ausüben können, um die Flüssigkeit in der Kammer dicht zu verschließen.Allerdings wird in CV-Geräten aufgrund des Gleichgewichts zwischen den festen, Luft- und Flüssigkeitsphasen Flüssigkeit zurückgehalten, was zu Instabilität führt, und Vibrationen können das Gleichgewicht stören und ein unerwartetes Fließverhalten verursachen.Der Vorteil der FAST-POCT-Plattform besteht darin, dass sie eine zuverlässige Funktionalität bietet und Ausfälle durch Vibrationen vermeidet, die normalerweise während der Lieferung und des Betriebs auftreten.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der FAST-POCT-Plattform ist die On-Demand-Veröffentlichung, die eine wichtige Voraussetzung für die quantitative Analyse darstellt.Auf Abb.3d vergleicht die On-Demand-Version der FAST-POCT-Plattform und des CV-Geräts.Aus Abb.3d(iii) sehen wir, dass das FAST-Gerät schnell auf das Drucksignal reagiert.Wenn Druck auf die FAST-POCT-Plattform ausgeübt wurde, floss die Flüssigkeit, als der Druck nachgelassen wurde, stoppte der Fluss sofort (Abb. 3d(i)).Dieser Vorgang kann durch die schnelle elastische Rückkehr des Scharniers erklärt werden, das den Hebel zurück gegen den Block drückt und so die Kammer schließt.Allerdings floss weiterhin Flüssigkeit im CV-Gerät, was schließlich zu einem unerwarteten Flüssigkeitsvolumen von etwa 100 µl führte, nachdem der Druck abgelassen wurde (Abbildung 3d(ii) und Zusatzfilm S4).Dies kann durch das Verschwinden des kapillaren Pinning-Effekts bei vollständiger Benetzung des CV nach der ersten Injektion erklärt werden.
Die Fähigkeit, Flüssigkeiten unterschiedlicher Benetzbarkeit und Viskosität im selben Gerät zu handhaben, bleibt eine Herausforderung für POCT-Anwendungen.Eine schlechte Benetzbarkeit kann zu Undichtigkeiten oder anderem unerwarteten Strömungsverhalten in den Kanälen führen, und zur Herstellung hochviskoser Flüssigkeiten sind häufig Zusatzgeräte wie Vortex-Mischer, Zentrifugen und Filter erforderlich 52 .Wir haben die Beziehung zwischen kritischem Druck und Flüssigkeitseigenschaften (mit einem breiten Spektrum an Benetzbarkeit und Viskosität) getestet.Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Video S5 dargestellt.Es zeigt sich, dass Flüssigkeiten unterschiedlicher Benetzbarkeit und Viskosität in der Kammer eingeschlossen werden können und bei Druckbeaufschlagung sogar Flüssigkeiten mit einer Viskosität von bis zu 5500 cP in die angrenzende Kammer überführt werden können, wodurch Proben mit hoher Dichte erfasst werden können Viskosität (z. B. Sputum, eine sehr viskose Probe, die zur Diagnose von Atemwegserkrankungen verwendet wird).
Durch die Kombination der oben genannten multifunktionalen Dosiergeräte kann eine breite Palette FAST-basierter POCT-Geräte entwickelt werden.Ein Beispiel ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Anlage enthält eine Vorlagerkammer, eine Mischkammer, eine Reaktionskammer und eine Abfallkammer.Reagenzien können über einen längeren Zeitraum in der Vorlagerkammer gelagert und dann in die Mischkammer abgegeben werden.Mit dem richtigen Druck können die gemischten Reaktanten selektiv in eine Abfallkammer oder eine Reaktionskammer überführt werden.
Da der PCR-Nachweis der Goldstandard für den Nachweis von Krankheitserregern wie H1N1 und COVID-19 ist und mehrere Reaktionsschritte umfasst, haben wir als Anwendung die FAST-POCT-Plattform für den PCR-Nachweis genutzt.Auf Abb.4 zeigt den PCR-Testprozess mit der FAST-POCT-Plattform.Zunächst wurden das Elutionsreagenz, das magnetische Mikrokügelchenreagenz, die Waschlösung A und die Waschlösung W jeweils in die Vorlagerkammern E, M, W1 und W2 pipettiert.Die Stadien der RNA-Adsorption sind in Abb. dargestellt.4a und lauten wie folgt: (1) Bei Anlegen des Drucks P1 (=0,26 bar) bewegt sich die Probe in die Kammer M und wird in die Mischkammer abgegeben.(2) Luftdruck P2 (= 0,12 bar) wird über Anschluss A zugeführt, der mit dem Boden der Mischkammer verbunden ist.Obwohl eine Reihe von Mischmethoden ihr Potenzial beim Mischen von Flüssigkeiten auf POCT-Plattformen gezeigt haben (z. B. Serpentinenmischen 53, Zufallsmischen 54 und Batch-Mischen 55), sind ihre Mischeffizienz und -effektivität immer noch nicht zufriedenstellend.Es nutzt die Blasenmischmethode, bei der Luft in den Boden der Mischkammer eingeführt wird, um Blasen in der Flüssigkeit zu erzeugen, woraufhin der starke Wirbel innerhalb von Sekunden eine vollständige Durchmischung erreichen kann.Es wurden Blasenmischexperimente durchgeführt und die Ergebnisse sind in der ergänzenden Abbildung S6 dargestellt.Man erkennt, dass bei einem Druck von 0,10 bar die vollständige Durchmischung etwa 8 Sekunden dauert.Durch Erhöhung des Drucks auf 0,20 bar wird eine vollständige Durchmischung in etwa 2 Sekunden erreicht.Methoden zur Berechnung der Mischeffizienz werden im Abschnitt „Methoden“ vorgestellt.(3) Verwenden Sie einen Rubidiummagneten, um die Perlen zu extrahieren, und setzen Sie dann P3 (= 0,17 bar) über Anschluss P unter Druck, um die Reagenzien in die Abfallkammer zu befördern.Auf Abb.4b,c zeigt die Waschschritte zur Entfernung von Verunreinigungen aus der Probe wie folgt: (1) Die Waschlösung A aus der Kammer W1 wird in die Druckmischkammer P1 abgegeben.(2) Führen Sie dann den Blasenmischvorgang durch.(3) Die Waschlösung A wird in die Abfallflüssigkeitskammer überführt und die Mikrokügelchen in der Mischkammer werden vom Magneten herausgezogen.Waschen W (Abb. 4c) ähnelte Waschen A (Abb. 4b).Es ist zu beachten, dass jeder Waschschritt A und W zweimal durchgeführt wurde.Abbildung 4d zeigt die Elutionsschritte zum Eluieren der RNA aus den Perlen;Die Elutions- und Mischeinführungsschritte sind die gleichen wie die oben beschriebenen RNA-Adsorptions- und Waschschritte.Während die Elutionsreagenzien unter den Drücken P3 und P4 (=0,23 bar) in die PCR-Reaktionskammer überführt werden, wird der kritische Druck erreicht, um den Arm der PCR-Reaktionskammer abzudichten.In ähnlicher Weise trägt der P4-Druck auch dazu bei, den Durchgang zur Abfallkammer abzudichten.Somit wurden alle Elutionsreagenzien gleichmäßig auf die vier PCR-Reaktionskammern verteilt, um die Multiplex-PCR-Reaktionen zu starten.Das obige Verfahren wird im Zusatzfilm S6 vorgestellt.
Im RNA-Adsorptionsschritt wird die Probe in den Einlass M eingeführt und zusammen mit der zuvor gespeicherten Bead-Lösung in die Mischkammer injiziert.Nach dem Mischen und Entfernen des Granulats werden die Reagenzien in der Abfallkammer verteilt.In den Waschschritten b und c führen Sie verschiedene vorgelagerte Waschreagenzien in die Mischkammer ein und übertragen die Reagenzien nach dem Mischen und Entfernen der Perlen in die Abfallflüssigkeitskammer.d Elutionsschritt: Nach dem Einbringen der Elutionsreagenzien, dem Mischen und der Perlenextraktion werden die Reagenzien in die PCR-Reaktionskammer überführt.Die Kurven zeigen den Arbeitsablauf und die zugehörigen Parameter der verschiedenen Phasen.Druck ist der Druck, der durch die einzelnen Kammern ausgeübt wird.Volumen ist das Flüssigkeitsvolumen in der Mischkammer.Alle Maßstabsbalken sind 1 cm groß.Rohdaten werden als Rohdatendateien bereitgestellt.
Es wurde ein PCR-Testverfahren durchgeführt und die ergänzende Abbildung S7 zeigt thermische Profile, einschließlich 20 Minuten Reverse-Transkriptionszeit und 60 Minuten thermischer Zykluszeit (95 und 60 °C), wobei ein thermischer Zyklus 90 s dauert (ergänzender Film S7)..FAST-POCT benötigt weniger Zeit für die Durchführung eines Thermozyklus (90 Sekunden) als herkömmliche RT-PCR (180 Sekunden für einen Thermozyklus).Dies kann durch das hohe Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und die geringe thermische Trägheit der Mikro-PCR-Reaktionskammer erklärt werden.Die Kammeroberfläche beträgt 96,6 mm2 und das Kammervolumen beträgt 25 mm3, sodass das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen etwa 3,86 beträgt.Wie in der ergänzenden Abbildung S10 zu sehen ist, verfügt der PCR-Testbereich unserer Plattform über eine Rille auf der Rückwand, wodurch der Boden der PCR-Kammer 200 µm dick ist.Auf der Heizfläche des Temperaturreglers ist ein wärmeleitendes elastisches Pad angebracht, das einen engen Kontakt zur Rückseite der Prüfbox gewährleistet.Dies verringert die thermische Trägheit der Plattform und verbessert die Heiz-/Kühleffizienz.Während des Temperaturwechsels schmilzt das in der Plattform eingebettete Paraffin und fließt in die PCR-Reaktionskammer, wo es als Dichtungsmittel fungiert, um die Verdunstung von Reagenzien und eine Kontamination der Umwelt zu verhindern (siehe Zusatzfilm S8).
Alle oben beschriebenen PCR-Nachweisprozesse wurden mithilfe eines maßgeschneiderten FAST-POCT-Instruments, bestehend aus einer programmierten Druckkontrolleinheit, einer magnetischen Extraktionseinheit, einer Temperaturkontrolleinheit und einer Einheit zur Erfassung und Verarbeitung von Fluoreszenzsignalen, vollständig automatisiert.Bemerkenswert ist, dass wir die FAST-POCT-Plattform für die RNA-Isolierung verwendet haben und dann die extrahierten RNA-Proben für PCR-Reaktionen verwendet haben, wobei wir zum Vergleich das FAST-POCT-System und das Desktop-PCR-System verwendet haben.Die Ergebnisse waren fast die gleichen wie in der ergänzenden Abbildung S8.Der Bediener führt eine einfache Aufgabe aus: Er führt die Probe in die M-Kammer ein und setzt die Plattform in das Instrument ein.Quantitative Testergebnisse liegen in etwa 82 Minuten vor.Detaillierte Informationen zu den FAST-POCT-Tools finden Sie in der ergänzenden Abbildung.C9, C10 und C11.
Influenza, die durch die Viren Influenza A (IAV), B (IBV), C (ICV) und D (IDV) verursacht wird, ist ein weit verbreitetes globales Phänomen.Von diesen sind IAV und IBV für die schwersten Fälle und saisonalen Epidemien verantwortlich, die 5–15 % der Weltbevölkerung infizieren, 3–5 Millionen schwere Fälle verursachen und jährlich 290.000–650.000 Todesfälle verursachen.Atemwegserkrankungen56,57.Eine frühzeitige Diagnose von IAV und IB ist wichtig, um die Morbidität und die damit verbundene wirtschaftliche Belastung zu reduzieren.Unter den verfügbaren Diagnosetechniken gilt die Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) als die empfindlichste, spezifischste und genaueste (>99 %)58,59.Unter den verfügbaren Diagnosetechniken gilt die Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) als die empfindlichste, spezifischste und genaueste (>99 %)58,59.Die beliebtesten Diagnosemethoden für die Analyse der Übertragungsgeschwindigkeit (Österreich-Österreich) sind auf individueller und spezifischer Ebene verfügbar и точной (> 99%)58,59.Unter den verfügbaren Diagnosemethoden gilt die Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) als die empfindlichste, spezifischste und genaueste (> 99 %)58,59. Die neuesten Diagnosemethoden für die Analyse der Übertragungsgeschwindigkeit (OT-PRE) sind auf eine spezifische, spezifische Art und Weise ausgelegt и точной (>99%)58,59.Von den verfügbaren Diagnosemethoden gilt die Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) als die empfindlichste, spezifischste und genaueste (>99 %)58,59.Herkömmliche RT-PCR-Methoden erfordern jedoch wiederholtes Pipettieren, Mischen, Dispensieren und Übertragen von Flüssigkeiten, was ihre Verwendung durch Fachleute in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen einschränkt.Hier wurde die FAST-POCT-Plattform für den PCR-Nachweis von IAV bzw. IBV verwendet, um deren untere Nachweisgrenze (LOD) zu ermitteln.Darüber hinaus wurden IAV und IBV gemultiplext, um zwischen verschiedenen Pathotypen verschiedener Arten zu unterscheiden, was eine vielversprechende Plattform für die genetische Analyse und die Möglichkeit zur genauen Behandlung der Krankheit bietet.
Auf Abb.5a zeigt die Ergebnisse des HAV-PCR-Tests mit 150 µl gereinigter viraler RNA als Probe.Auf Abb.5a(i) zeigt, dass bei einer HAV-Konzentration von 106 Kopien/ml die Fluoreszenzintensität (ΔRn) 0,830 erreichen kann, und wenn die Konzentration auf 102 Kopien/ml reduziert wird, kann ΔRn immer noch 0,365 erreichen, was einem höheren Wert entspricht der leeren Negativkontrollgruppe (0,002), etwa 100-mal höher.Zur Quantifizierung basierend auf sechs unabhängigen Experimenten wurde eine lineare Kalibrierungskurve zwischen der logarithmischen Konzentration und dem Zyklusschwellenwert (Ct) von IAV erstellt (Abb. 5a(ii)), R2 = 0,993, im Bereich von 102–106 Kopien/ml.Die Ergebnisse stimmen gut mit herkömmlichen RT-PCR-Methoden überein.Auf Abb.5a(iii) zeigt Fluoreszenzbilder von Testergebnissen nach 40 Zyklen der FAST-POCT-Plattform.Wir haben herausgefunden, dass die FAST-POCT-Plattform HAV bereits ab 102 Kopien/ml erkennen kann.Die herkömmliche Methode weist jedoch keinen Ct-Wert von 102 Kopien/ml auf, was einen LOD von etwa 103 Kopien/ml ergibt.Wir vermuteten, dass dies auf die hohe Effizienz der Blasenmischung zurückzuführen sein könnte.PCR-Testexperimente wurden mit gereinigter IAV-RNA durchgeführt, um verschiedene Mischmethoden zu bewerten, darunter Schütteln (dieselbe Mischmethode wie beim herkömmlichen RT-PCR-Betrieb), Fläschchenmischen (diese Methode, 3 s bei 0,12 bar) und kein Mischen als Kontrollgruppe ..Die Ergebnisse sind in der ergänzenden Abbildung S12 zu finden.Man erkennt, dass bei einer höheren RNA-Konzentration (106 Kopien/mL) die Ct-Werte der verschiedenen Mischmethoden nahezu gleich sind wie beim Blasenmischen.Als die RNA-Konzentration auf 102 Kopien/ml sank, wiesen die Schüttelmischung und die Kontrollen keine Ct-Werte auf, während die Blasenmischungsmethode immer noch einen Ct-Wert von 36,9 ergab, was unter dem Ct-Schwellenwert von 38 lag. Die Ergebnisse zeigen eine dominante Mischungscharakteristik Vesikel, was auch in anderer Literatur nachgewiesen wurde, was auch erklären könnte, warum die Empfindlichkeit der FAST-POCT-Plattform etwas höher ist als die herkömmlicher RT-PCR.Auf Abb.5b zeigt die Ergebnisse der PCR-Analyse gereinigter IBV-RNA-Proben im Bereich von 101 bis 106 Kopien/ml.Die Ergebnisse ähnelten denen des IAV-Tests und erreichten einen R2 = 0,994 und einen LOD von 102 Kopien/ml.
eine PCR-Analyse des Influenza-A-Virus (IAV) mit IAV-Konzentrationen im Bereich von 106 bis 101 Kopien/ml unter Verwendung von TE-Puffer als Negativkontrolle (NC).(i) Echtzeit-Fluoreszenzkurve.(ii) Lineare Kalibrierungskurve zwischen logarithmischer IAV-RNA-Konzentration und Zyklusschwelle (Ct) für FAST und konventionelle Testmethoden.(iii) IAV FAST-POCT-Fluoreszenzbild nach 40 Zyklen.b, PCR-Nachweis des Influenza-B-Virus (IBV) mit (i) Echtzeit-Fluoreszenzspektrum.(ii) Lineare Kalibrierungskurve und (iii) FAST-POCT IBV-Fluoreszenzbild nach 40 Zyklen.Die untere Nachweisgrenze (LOD) für IAV und IBV lag bei Verwendung der FAST-POCT-Plattform bei 102 Kopien/ml, was niedriger ist als bei herkömmlichen Methoden (103 Kopien/ml).c Multiplex-Testergebnisse für IAV und IBV.GAPDH wurde als Positivkontrolle und TE-Puffer als Negativkontrolle verwendet, um eine mögliche Kontamination und Hintergrundverstärkung zu verhindern.Es können vier verschiedene Probentypen unterschieden werden: (1) Nur GAPDH-negative Proben („IAV-/IBV-“);(2) IAV-Infektion („IAV+/IBV-“) mit IAV und GAPDH;(3) IBV-Infektion („IAV-/IBV+“) mit IBV und GAPDH;(4) IAV/IBV-Infektion („IAV+/IBV+“) mit IAV, IBV und GAPDH.Die gepunktete Linie stellt die Schwellenlinie dar.n = 6 biologisch unabhängige Experimente wurden durchgeführt, die Daten sind als ± Standardabweichung dargestellt.Rohdaten werden als Rohdatendateien dargestellt.
Auf Abb.5c zeigt die Ergebnisse des Multiplextests für IAV/IBV.Hier wurde Viruslysat als Probenlösung anstelle von gereinigter RNA verwendet und vier Primer für IAV, IBV, GAPDH (Positivkontrolle) und TE-Puffer (Negativkontrolle) in vier verschiedene Reaktionskammern der FAST-POCT-Plattform gegeben.Hier werden Positiv- und Negativkontrollen eingesetzt, um mögliche Kontaminationen und Hintergrundverstärkungen zu verhindern.Die Tests wurden in vier Gruppen eingeteilt: (1) GAPDH-negative Proben („IAV-/IBV-“);(2) IAV-infiziert („IAV+/IBV-“) im Vergleich zu IAV und GAPDH;(3) IBV-.infiziertes („IAV-“) -/IBV+“) IBV und GAPDH;(4) IAV/IBV („IAV+/IBV+“)-Infektion mit IAV, IBV und GAPDH.Auf Abb.5c zeigt, dass beim Auftragen negativer Proben die Fluoreszenzintensität ΔRn der Positivkontrollkammer 0,860 betrug und der ΔRn von IAV und IBV dem der Negativkontrolle ähnlich war (0,002).Für die Gruppen IAV+/IBV-, IAV-/IBV+ und IAV+/IBV+ zeigten die Kameras IAV/GAPDH, IBV/GAPDH und IAV/IBV/GAPDH jeweils eine signifikante Fluoreszenzintensität, während die anderen Kameras sogar Fluoreszenzintensität vor einem Hintergrund zeigten Niveau von 40 nach thermischer Belastung.Bei den oben genannten Tests zeigte die FAST-POCT-Plattform eine hervorragende Spezifität und ermöglichte uns die gleichzeitige Pathotypisierung verschiedener Influenzaviren.
Um die klinische Anwendbarkeit von FAST-POCT zu validieren, haben wir 36 klinische Proben (Nasenabstrichproben) von IB-Patienten (n=18) und Nicht-IB-Kontrollen (n=18) getestet (Abbildung 6a).Patienteninformationen sind in der Ergänzungstabelle 3 aufgeführt. Der IB-Infektionsstatus wurde unabhängig bestätigt und das Studienprotokoll wurde vom First Affiliated Hospital der Zhejiang University (Hangzhou, Zhejiang) genehmigt.Jede Patientenstichprobe wurde in zwei Kategorien unterteilt.Eines wurde mit FAST-POCT und das andere mit einem Desktop-PCR-System (SLAN-96P, China) verarbeitet.Für beide Tests werden dieselben Reinigungs- und Nachweiskits verwendet.Auf Abb.6b zeigt die Ergebnisse von FAST-POCT und konventioneller Reverse-Transkriptions-PCR (RT-PCR).Wir haben die Fluoreszenzintensität (FAST-POCT) mit -log2(Ct) verglichen, wobei Ct der Zyklusschwellenwert für konventionelle RT-PCR ist.Es bestand eine gute Übereinstimmung zwischen den beiden Methoden.FAST-POCT und RT-PCR zeigten eine starke positive Korrelation mit einem Pearson-Verhältnis (r)-Wert von 0,90 (Abbildung 6b).Anschließend beurteilten wir die diagnostische Genauigkeit von FAST-POCT.Als unabhängiges Analysemaß wurden Fluoreszenzintensitätsverteilungen (FL) für positive und negative Proben bereitgestellt (Abb. 6c).Die FL-Werte waren bei IB-Patienten signifikant höher als bei den Kontrollen (****P = 3,31 × 10-19; zweiseitiger t-Test) (Abb. 6d).Als nächstes wurden die Kurven der Betriebseigenschaften des IBV-Receivers (ROC) aufgezeichnet.Wir stellten fest, dass die diagnostische Genauigkeit mit einer Fläche unter der Kurve von 1 sehr gut war (Abb. 6e).Bitte beachten Sie, dass wir aufgrund der obligatorischen Maskenbestellung in China aufgrund von COVID-19 ab 2020 keine Patienten mit IBD identifiziert haben, sodass alle positiven klinischen Proben (d. h. Nasenabstrichproben) nur für IBV bestimmt waren.
Klinisches Studiendesign.Insgesamt 36 Proben, darunter 18 Patientenproben und 18 Nicht-Influenza-Kontrollen, wurden mit der FAST-POCT-Plattform und konventioneller RT-PCR analysiert.b Bewerten Sie die analytische Konsistenz zwischen FAST-POCT-PCR und konventioneller RT-PCR.Die Ergebnisse waren positiv korreliert (Pearson r = 0,90).c Fluoreszenzintensitätsniveaus bei 18 IB-Patienten und 18 Kontrollpersonen.d Bei IB-Patienten (+) waren die FL-Werte signifikant höher als in der Kontrollgruppe (-) (****P = 3,31 × 10-19; zweiseitiger t-Test; n = 36).Für jedes quadratische Diagramm stellt die schwarze Markierung in der Mitte den Median dar, und die untere und obere Linie des Kästchens stellen das 25. bzw. 75. Perzentil dar.Die Whisker erstrecken sich auf die minimalen und maximalen Datenpunkte, die nicht als Ausreißer gelten.e ROC-Kurve.Die gepunktete Linie d stellt den aus der ROC-Analyse geschätzten Schwellenwert dar.Die AUC für IBV beträgt 1. Rohdaten werden als Rohdatendateien bereitgestellt.
In diesem Artikel stellen wir FAST vor, das die für einen idealen POCT erforderlichen Eigenschaften aufweist.Zu den Vorteilen unserer Technologie gehören: (1) Vielseitige Dosierung (Kaskaden-, gleichzeitige, sequentielle und selektive), Abgabe bei Bedarf (schnelle und proportionale Abgabe des angelegten Drucks) und zuverlässiger Betrieb (Vibration bei 150 Grad) (2) Langzeitlagerung (2 Jahre beschleunigter Test, Gewichtsverlust etwa 0,3 %);(3) die Fähigkeit, mit Flüssigkeiten mit einem breiten Benetzbarkeits- und Viskositätsbereich (Viskosität bis zu 5500 cP) zu arbeiten;(4) Wirtschaftlich (Die geschätzten Materialkosten des FAST-POCT-PCR-Geräts betragen etwa 1 US-Dollar).Durch die Kombination multifunktionaler Spender wurde eine integrierte FAST-POCT-Plattform für den PCR-Nachweis von Influenza-A- und -B-Viren demonstriert und angewendet.FAST-POCT dauert nur 82 Minuten.Die klinischen Tests mit 36 Nasenabstrichproben zeigten eine gute Übereinstimmung der Fluoreszenzintensität mit der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizienten > 0,9).Die klinischen Tests mit 36 Nasenabstrichproben zeigten eine gute Übereinstimmung der Fluoreszenzintensität mit der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizienten > 0,9).Klinische Tests mit 36 Tests, die auf unserer Website durchgeführt wurden, haben eine gute Bewertung der aktuellen Fluoreszenzanalyse (Kopie von Pirson) vorgenommen. 0,9).Klinische Tests mit 36 Nasenabstrichproben zeigten eine gute Übereinstimmung mit der Fluoreszenzintensität der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizienten > 0,9).RT-PCR 36 Klinikberichte, die derzeit eine sehr gute Behandlungsintensität mit der Standard-OP (Koeffzident von Pirson) aufweisen > 0,9).Klinische Tests von 36 Nasenabstrichproben zeigten eine gute Übereinstimmung der Fluoreszenzintensität mit der Standard-RT-PCR (Pearson-Koeffizient > 0,9).Parallel zu dieser Arbeit haben verschiedene neue biochemische Methoden (z. B. thermische Zyklen im Plasma, amplifikationsfreie Immunoassays und Nanobody-Funktionalisierungstests) ihr Potenzial im POCT gezeigt.Aufgrund des Fehlens einer vollständig integrierten und robusten POCT-Plattform erfordern diese Methoden jedoch zwangsläufig separate Vorverarbeitungsverfahren (z. B. RNA-Isolierung44, Inkubation45 und Waschen46), was die aktuelle Arbeit mit diesen Methoden zur Implementierung erweiterter POCT-Funktionen weiter ergänzt die erforderlichen Parameter.Fetch-in-Response-Ausgabeleistung.Obwohl die zur Aktivierung des FAST-Ventils verwendete Luftpumpe in dieser Arbeit klein genug ist, um in ein Tischgerät integriert zu werden (Abb. S9, S10), verbraucht sie dennoch viel Strom und erzeugt Lärm.Grundsätzlich können pneumatische Pumpen mit kleinerem Formfaktor durch andere Mittel ersetzt werden, beispielsweise durch den Einsatz elektromagnetischer Kraft oder Fingerbetätigung.Weitere Verbesserungen könnten beispielsweise die Anpassung von Kits für verschiedene und spezifische biochemische Tests umfassen, die Verwendung neuer Nachweismethoden, die keine Heiz-/Kühlsysteme erfordern, und so eine werkzeuglose POCT-Plattform für PCR-Anwendungen bereitzustellen.Da die FAST-Plattform eine Möglichkeit zur Manipulation von Flüssigkeiten bietet, glauben wir, dass die vorgeschlagene FAST-Technologie das Potenzial bietet, eine gemeinsame Plattform nicht nur für biomedizinische Tests, sondern auch für Umweltüberwachung, Lebensmittelqualitätstests sowie Material- und Arzneimittelsynthese zu schaffen ..
Die Entnahme und Verwendung menschlicher Nasenabstrichproben wurde von der Ethikkommission des First Affiliated Hospital der Zhejiang University (IIT20220330B) genehmigt.Es wurden 36 Nasenabstrichproben entnommen, darunter 16 Erwachsene < 30 Jahre, 7 Erwachsene > 40 Jahre sowie 19 Männer und 17 Frauen.Es wurden 36 Nasenabstrichproben entnommen, darunter 16 Erwachsene < 30 Jahre, 7 Erwachsene > 40 Jahre sowie 19 Männer und 17 Frauen.Ich habe 36 Monate vor der Geburt gelesen, davon 16 Monate vor weniger als 30 Jahren, 7 Monate vor 40 Jahren, 19 Männer und 17 Frauen.Es wurden 36 Nasenabstrichproben von 16 Erwachsenen < 30 Jahren, 7 Erwachsenen über 40 Jahren, 19 Männern und 17 Frauen entnommen.Demografische Daten sind in der Ergänzungstabelle 3 dargestellt. Die Einverständniserklärung aller Teilnehmer wurde eingeholt.Bei allen Teilnehmern bestand der Verdacht auf Grippe und sie wurden freiwillig und ohne Entschädigung getestet.
Die FAST-Basis und der Deckel bestehen aus Polymilchsäure (PLA) und werden mit dem 3D-Drucker Ender 3 Pro (Shenzhen Transcend 3D Technology Co., Ltd.) gedruckt.Doppelseitiges Klebeband wurde von Adhesives Research, Inc., Modell 90880, gekauft. PET-Folie mit einer Dicke von 100 µm wurde von McMaster-Carr gekauft.Sowohl der Klebstoff als auch die PET-Folie wurden mit dem Silhouette Cameo 2-Schneidegerät von Silhouette America, Inc. geschnitten. Die elastische Folie wird aus PDMS-Material im Spritzgussverfahren hergestellt.Zunächst wurde ein 200 µm dicker PET-Rahmen mit einem Lasersystem zugeschnitten und mit 100 µm doppelseitigem Klebeband auf eine 3 mm dicke PMMA-Platte geklebt.Anschließend wurde der PDMS-Vorläufer (Sylgard 184; Teil A: Teil B = 10:1, Dow Corning) in die Form gegossen und mit einem Glasstab überschüssiges PDMS entfernt.Nach 3-stündiger Aushärtung bei 70 °C konnte der 300 µm dicke PDMS-Film von der Form abgezogen werden.
Fotos für vielseitige Verbreitung, On-Demand-Veröffentlichung und zuverlässige Leistung werden mit einer Hochgeschwindigkeitskamera (Sony AX700 1000 fps) aufgenommen.Der im Zuverlässigkeitstest verwendete Orbitalschüttler wurde von SCILOGEX (SCI-O180) erworben.Der Luftdruck wird durch einen Luftkompressor erzeugt, zur Einstellung des Druckwertes kommen mehrere digitale Präzisionsdruckregler zum Einsatz.Der Prozess zum Testen des Fließverhaltens ist wie folgt.Eine vorgegebene Flüssigkeitsmenge wurde in das Testgerät eingespritzt und das Strömungsverhalten mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet.Anschließend wurden Standbilder aus Videos des Strömungsverhaltens zu festgelegten Zeiten aufgenommen und die verbleibende Fläche mit der Software Image-Pro Plus berechnet, die dann mit der Kameratiefe multipliziert wurde, um das Volumen zu berechnen.Einzelheiten zum Fließverhaltenstestsystem finden Sie in der ergänzenden Abbildung S4.
Injizieren Sie 50 µl Mikrokügelchen und 100 µl entionisiertes Wasser in das Fläschchen-Mischgerät.Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wurden alle 0,1 Sekunden bei Drücken von 0,1 bar, 0,15 bar und 0,2 bar gemischte Leistungsfotos aufgenommen.Aus diesen Bildern können mithilfe einer Fotobearbeitungssoftware (Photoshop CS6) Pixelinformationen während des Mischvorgangs gewonnen werden.Und die Mischeffizienz kann mit der folgenden Gleichung 53 erreicht werden.
Dabei ist M die Mischeffizienz, N die Gesamtzahl der Probenpixel und ci und \(\bar{c}\) die normalisierten und erwarteten normalisierten Konzentrationen.Die Mischeffizienz reicht von 0 (0 %, ungemischt) bis 1 (100 %, vollständig gemischt).Die Ergebnisse sind in der ergänzenden Abbildung S6 dargestellt.
Echtzeit-RT-PCR-Kit für IAV und IBV, einschließlich IAV- und IBV-RNA-Proben (Kat.-Nr. RR-0051-02/RR-0052-02, Liferiver, China), Tris-EDTA-Puffer (TE-Puffer Nr. B541019 , Sangon Biotech, China), Positive Control RNA Purification Kit (Teile-Nr. Z-ME-0010, Liferiver, China) und GAPDH-Lösung (Teile-Nr. M591101, Sangon Biotech, China) sind im Handel erhältlich.Das RNA-Reinigungskit enthält einen Bindungspuffer, Waschlösung A, Waschlösung W, Eluent, magnetische Mikrokügelchen und einen Acrylträger.IAV- und IBV-Echtzeit-RT-PCR-Kits umfassen einen IFVA-Nukleinsäure-PCR-Nachweismix und ein RT-PCR-Enzym.6 µl AcrylCarrier und 20 µl magnetische Beads zu 500 µl Bindungspufferlösung hinzufügen, gut schütteln und dann die Bead-Lösung vorbereiten.21 ml Ethanol zu den Waschlösungen A und W hinzufügen und gut schütteln, um jeweils Lösungen der Waschlösungen A und W zu erhalten.Dann wurden 18 µl fluoreszierendes PCR-Gemisch mit IFVA-Nukleinsäure und 1 µl RT-PCR-Enzym zu 1 µl TE-Lösung gegeben, geschüttelt und mehrere Sekunden lang zentrifugiert, wodurch 20 µl IAV- und IBV-Primer erhalten wurden.
Befolgen Sie das folgende RNA-Reinigungsverfahren: (1) RNA-Adsorption.Pipettieren Sie 526 µl der Pelletlösung in ein 1,5-ml-Zentrifugenröhrchen, fügen Sie 150 µl Probe hinzu und schütteln Sie das Röhrchen dann manuell zehnmal auf und ab.Übertragen Sie 676 µl der Mischung auf die Affinitätssäule und zentrifugieren Sie sie 60 Sekunden lang bei 1,88 x 104 g.Nachfolgende Abflüsse werden dann verworfen.(2) Die erste Waschstufe.500 µl Waschlösung A zur Affinitätssäule hinzufügen, 40 s lang bei 1,88 x 104 g zentrifugieren und die verbrauchte Lösung verwerfen.Dieser Waschvorgang wurde zweimal wiederholt.(3) die zweite Waschstufe.500 µl Waschlösung W zur Affinitätssäule hinzufügen, 15 s bei 1,88×104 g zentrifugieren und die verbrauchte Lösung verwerfen.Dieser Waschvorgang wurde zweimal wiederholt.(4) Elution.200 µl Eluat zur Affinitätssäule hinzufügen und 2 Minuten lang bei 1,88 x 104 g zentrifugieren.(5) RT-PCR: Das Eluat wurde in 20 μl der Primerlösung in einem PCR-Röhrchen injiziert, dann wurde das Röhrchen in ein Echtzeit-PCR-Testgerät (SLAN-96P) gegeben, um den RT-PCR-Prozess durchzuführen.Der gesamte Nachweisvorgang dauert etwa 140 Minuten (20 Minuten für die RNA-Reinigung und 120 Minuten für den PCR-Nachweis).
526 µl Bead-Lösung, 1000 µl Waschlösung A, 1000 µl Waschlösung W, 200 µl Eluat und 20 µl Primerlösung wurden vorab zugegeben und in den Kammern M, W1, W2, E und den PCR-Nachweiskammern gelagert.Plattformmontage.Anschließend wurden 150 µl der Probe in Kammer M pipettiert und die FAST-POCT-Plattform in das in der ergänzenden Abbildung S9 gezeigte Testgerät eingesetzt.Nach etwa 82 Minuten lagen die Testergebnisse vor.
Sofern nicht anders angegeben, werden alle Testergebnisse als Mittelwert ± SD nach mindestens sechs Wiederholungen dargestellt, wobei ausschließlich die FAST-POCT-Plattform und biologisch unabhängige Proben verwendet wurden.Es wurden keine Daten von der Analyse ausgeschlossen.Die Experimente sind nicht zufällig.Die Forscher waren während des Experiments nicht blind gegenüber Gruppenaufgaben.
Weitere Informationen zum Studiendesign finden Sie in der Zusammenfassung des Nature Research Report, die mit diesem Artikel verlinkt ist.
Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind in den Zusatzinformationen verfügbar.Dieser Artikel enthält die Originaldaten.
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