נייַעס

טראַדיציאָנעל דיאַגנאָסטיק סטראַטעגיעס פֿאַר דיטעקטינג ינפעקטיאָוס חולאתן דאַרפן די נוצן פון בענטשטאָפּ ינסטראַמאַנץ וואָס זענען נישט פּאַסיק פֿאַר פונט-פון-זאָרגן טעסטינג (POCT).ימערדזשינג מיקראָפלוידיקס איז אַ העכסט מיניאַטוריזעד, אָטאַמייטיד און ינאַגרייטיד טעכנאָלאָגיע וואָס איז אַ פּאָטענציעל אָלטערנאַטיוו צו טראדיציאנעלן מעטהאָדס פֿאַר שנעל, נידעריק-פּרייַז, פּינטלעך דיאַגנאָסטיקס אויף פּלאַץ.מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיק מעטהאָדס זענען וויידלי געניצט אין מיקראָפלוידיק דעוויסעס ווי די מערסט עפעקטיוו מעטהאָדס פֿאַר פּאַטאַדזשאַן דיטעקשאַן.די רעצענזיע סאַמערייזיז לעצטע אַדוואַנסיז אין מיקראָפלוידיק-באזירט מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס פון ינפעקטיאָוס חולאתן פֿון ביידע אַן אַקאַדעמיק און ינדאַסטרי פּערספּעקטיוו.ערשטער, מיר באַשרייַבן אַ טיפּיש אויף-שפּאָן פּראַסעסינג פון נוקלעיק אַסאַדז, אַרייַנגערעכנט מוסטער פּרעטרעאַטמענט, אַמפּלאַפאַקיישאַן און סיגנאַל לייענען.דערנאָך די קעראַקטעריסטיקס, אַדוואַנטידזשיז און דיסאַדוואַנטידזשיז פון די פיר טייפּס פון מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס זענען קאַמפּערד.ווייַטער, מיר וועלן דיסקוטירן די נוצן פון דיגיטאַל אַסאַסאַז פֿאַר די אַבסאָלוט קוואַנטאַפאַקיישאַן פון נוקלעיק אַסאַדז.ביידע קלאַסיש און פריש געשעפט מיקראָפלוידיק-באזירט מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיק דעוויסעס זענען סאַמערייזד ווי זאָגן פון די קראַנט שטאַט פון די מאַרק.צום סוף, מיר פאָרשלאָגן צוקונפֿט אינסטרוקציעס פֿאַר מיקראָפלוידיק דיאַגנאָסיס פון ינפעקטיאָוס חולאתן.
ינפעקטיאָוס חולאתן זענען געפֿירט דורך פּאַטאַדזשאַנז, אַרייַנגערעכנט באַקטיריאַ, ווירוסעס און פּעראַסייץ, וואָס זענען פונאנדערגעטיילט איבער דער וועלט.ניט ענלעך אנדערע חולאתן, פּאַטאַדזשאַנז געשווינד ווערן ינפעקטאַד און פאַרשפּרייטן צווישן יומאַנז און באַלעבאָס אַנימאַלס דורך ינאַקיאַליישאַן, לופט און וואַסער מעדיע [1].פאַרהיטונג פון ינפעקטיאָוס קרענק איז קריטיש ווי אַ ציבור געזונט מאָס.דריי הויפּט סטראַטעגיעס פֿאַר קאַמבאַטינג ינפעקטיאָוס חולאתן: (1) קאָנטראָלירן די מקור פון ינפעקציע;(2) יבעררייַס פון די טראַנסמיסיע דרך;(3) שוץ פון סאַסעפּטאַבאַל פּאַפּיאַליישאַנז.צווישן די הויפּט סטראַטעגיעס, קאָנטראָל פון די מקור פון ינפעקציע איז געהאלטן די מערסט וויכטיק סטראַטעגיע רעכט צו זייַן קאַנוויניאַנס און נידעריק פּרייַז.גיך דיאַגנאָסיס, אפגעזונדערטקייט און באַהאַנדלונג פון ינפעקטאַד מענטשן זענען קריטיש, ריקוויירינג שנעל, שפּירעוודיק און פּינטלעך דיאַגנאָסטיק סטראַטעגיעס [2].די קראַנט דיאַגנאָסיס פון ינפעקטיאָוס חולאתן יוזשאַוואַלי קאַמביינז קליניש דורכקוק באזירט אויף וואונדער און סימפּטאָמס און לאַבאָראַטאָריע שטודיום אַזאַ ווי צעל קולטור און מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס, וואָס דאַרפן טריינד פּערסאַנעל, אַרבעט-אינטענסיווע פּראָוסידזשערז און טייַער טעסטינג ויסריכט [3, 4].פאַרהיטונג פון ינפעקטיאָוס קרענק אַוטברייקס ריקווייערז גיך, ביליק און פּינטלעך היגע דיאַגנאָסיס, ספּעציעל אין מיטל-לימיטעד געביטן ווו ינפעקטיאָוס חולאתן זענען פּראָסט און שטרענג [5], ווי געזונט ווי באַהאַנדלונג אין דער מדבר אָדער אויף די באַטאַלפילד, ווו ימערדזשאַנסיז זענען אַנפּרידיקטאַבאַל..מעדיציניש זאָרג איז לימיטעד [6].אין דעם קאָנטעקסט, מיקראָפלוידיקס איז אַ טעכנאָלאָגיע וואָס קאַמביינז מיקראָעלעקטראָמעטשאַניקאַל סיסטעמען טעקנאַלאַדזשיז, נאַנאָטעטשנאָלאָגי אָדער מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט פֿאַר גענוי פליסיק מאַניפּיאַליישאַן [7,8,9,10], פּראַוויידינג נייַע פּאַסאַבילאַטיז פֿאַר פונט-פון-זאָרגן דיטעקשאַן (POCT).) ינפעקטיאָוס אגענטן אַרויס האָספּיטאַלס ​​​​און לאַבאָראַטאָריעס.קאַמפּערד מיט טראדיציאנעלן צייט-קאַנסומינג דיאַגנאָסטיקס, מיקראָפלוידיק טעכנאָלאָגיע אָפפערס מוסטער און קאָס סייווינגז פֿאַר מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס בעשאַס קרענק אַוטברייקס.די גלאבאלע פאַרשפּרייטן פון קאָראָנאַווירוס קרענק 2019 (COVID-19) איז געפֿירט דורך שטרענג אַקוטע רעספּעראַטאָרי סינדראָום קאָראָנאַווירוס 2 (SARS-CoV-2), אַזוי די וויכטיקייט פון מיקראָפלוידיקס פֿאַר די בייַצייַטיק פאַרהיטונג און קאָנטראָל פון די פּאַנדעמיק איז ווידער אונטערגעשטראכן [11, 12] , 13 ] .ניט ענלעך טראדיציאנעלן דיאַגנאָסטיקס, מיקראָפלוידיק POCT ניצט קליין פּאָרטאַטיוו דעוויסעס ריינדזשינג פון בענטשטאָפּ אַנאַליזערז צו קליין סיידסטרים פּרובירן סטריפּס צו פּרובירן לעבן די מוסטערונג פונט [14].די טעסץ האָבן סימפּליסטיק אָדער קיין מוסטער צוגרייטונג, שנעל סיגנאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן און שפּירעוודיק סיגנאַל רידינגז ריזאַלטינג אין קורץ געדויער און פּינטלעך רעזולטאַטן אין מינוט.די אַוויילאַבילאַטי און מאַסע פּראָדוקציע פון ​​מיקראָפלוידיק-באזירט כעלטקער ינסטראַמאַנץ האָבן יקספּאַנדיד זייער קאָס-עפעקטיוו און דירעקט דיאַגנאָסטיק אַפּלאַקיישאַנז אַרויס די שפּיטאָל, לעבן דער פּאַציענט און אפילו אין שטוב.
צווישן די יגזיסטינג סטראַטעגיעס פֿאַר דיאַגנאָסינג ינפעקטיאָוס חולאתן, מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס איז איינער פון די מערסט שפּירעוודיק [15, 16].אין אַדישאַן, מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס איז אָפט געניצט ווי די גאָלד נאָרמאַל פֿאַר קעסיידערדיק דיטעקשאַן פון COVID-19, אַלאַוינג דירעקט דיטעקשאַן פון ווירוס-ספּעציפיש מקומות פון רנאַ אָדער דנאַ איידער די אָנסעט פון אַ ימיון ענטפער [17, 18].אין דעם קראַנט רעצענזיע, מיר פאָרשטעלן די לעצטע אַדוואַנסיז אין מיקראָפלוידיקס-באזירט מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיק פּראַסעסאַז פֿאַר ינפעקטיאָוס חולאתן, פֿון אַן אַקאַדעמיק פּערספּעקטיוו צו צוקונפֿט ינדאַסטרי פּערספּעקטיווז (Fig. 1).מיר וועלן אָנהייבן מיט דריי שליסל סטעפּס אין דיטעקשאַן פון נוקלעיק זויער: אויף-שפּאָן מוסטער פּרעטרעאַטמענט, נוקלעיק זויער אַמפּלאַפאַקיישאַן און סיגנאַל לייענען.דערנאָך מיר קאַמפּערד פאַרשידענע טייפּס פון מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס מיט זייער סטרוקטור און פונקציע, וואָס ווייַזן יינציק קעראַקטעריסטיקס (סטרענגטהס און וויקנאַסאַז).דיגיטאַל נוקלעיק זויער דיטעקשאַן איז ווייַטער דיסקאַסט און געגעבן ווי אַ בייַשפּיל פון אַ דריט דור טעכנאָלאָגיע פֿאַר די אַבסאָלוט קוואַנטאַפאַקיישאַן פון ינפעקטיאָוס פּאַטאַדזשאַן מאַלאַקיולז.אין אַדישאַן, עטלעכע טיפּיש און לעצטע געשעפט POCT דעוויסעס וועט זיין דערלאנגט צו באַווייַזן די קראַנט שטאַט פון די מיקראָפלוידיק POCT מאַרק פֿאַר מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס.מיר וועלן אויך דיסקוטירן און דערקלערן אונדזער זעאונג פֿאַר צוקונפֿט אַפּלאַקיישאַנז.
מאָדולעס פון מיקראָפלוידיק טשיפּס פֿאַר דיטעקשאַן פון נוקלעיק זויער קענען זיין צעטיילט אין דריי קאַטעגאָריעס (מוסטערונג, דערקענונג און סיגנאַלינג) לויט זייער פאַנגקשאַנז [19].צווישן די מאַדזשולז, די מוסטערונג מאָדולע דער הויפּט ריאַלייזיז מוסטער ליסיס און נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן.דער סענסער מאָדולע דער הויפּט קאָנטראָלס די קאַנווערזשאַן און אַמפּלאַפאַקיישאַן פון נוקלעיק זויער סיגנאַלז.די סיגנאַלינג מאָדולע דיטעקץ די סיגנאַל קאָנווערטעד און פּראַסעסט דורך די סענסינג מאָדולע.באַזירט אויף דעם פּראָצעס פון דיטעקטינג נוקלעיק אַסאַדז אויף אַ שפּאָן, מיר וועלן סאַמערייז די פאַרשידן טשיפּס וואָס קענען פאַרשטיין די פונקציע "ינפּוט און רעזולטאַט".
דער ערשטער שריט אין נוקלעיק זויער דיטעקשאַן איז נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן, ד"ה ייסאַלייטינג די ציל נוקלעיק זויער פון דער אָריגינעל מוסטער.נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן איז דורכגעקאָכט צו רייניקן נוקלעיק אַסאַדז פון אנדערע מאָלעקולאַר קאַנטאַמאַנאַנץ, ענשור די אָרנטלעכקייַט פון די ערשטיק סטרוקטור פון נוקלעיק זויער מאַלאַקיולז און אַפּטאַמייז רעזולטאַטן.נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן ריקווייערז די נייטיק מוסטער ליסיס און כאַפּן נוקלעיק זויער, די קוואַליטעט און עפעקטיווקייַט פון וואָס האָבן אַ ריזיק פּראַל אויף פאָרשונג און דיאַגנאָסטיק רעזולטאַטן.קיין סאַטאַל זייַט יפעקס בעשאַס יקסטראַקשאַן קען באַגרענעצן ווייַטער דיטעקשאַן.פֿאַר בייַשפּיל, פּאָלימעראַסע קייט רעאַקציע (PCR) און שלייף יסאָטהערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן (LAMP) מעטהאָדס זענען ינכיבאַטיד דורך עטלעכע ריזידזשואַל אָרגאַניק סאָלוואַנץ אַזאַ ווי עטאַנאָל און יסאָפּראָפּאַנאָל אין נוקלעיק זויער אפגעזונדערטקייט רייידזשאַנץ [20].פליסיק-פליסיק יקסטראַקשאַן און האַרט-פאַסע יקסטראַקשאַן זענען די מערסט פאָלקס מעטהאָדס פֿאַר ייסאַלייטינג נוקלעיק אַסאַדז [21], אָבער, פליסיק-פליסיק יקסטראַקשאַן אויף אַ שפּאָן איז גאָר לימיטעד, זינט די ריידזשאַנץ געניצט אין פליסיק-פליסיק יקסטראַקשאַן גרונט קעראָוזשאַן פון רובֿ מיקראָפלוידיק טשיפּס .דאָ, מיר הויכפּונקט מיקראָאַררייַ-באזירט האַרט פאַסע יקסטראַקשאַן מעטהאָדס און פאַרגלייַכן זייער אַדוואַנטידזשיז און דיסאַדוואַנטידזשיז.
סיליציום איז אַ סאַבסטרייט מאַטעריאַל קאַמפּאַטאַבאַל מיט נוקלעיק אַסאַדז רעכט צו זיין ביאָקאָמפּאַטיביליטי, פעסטקייַט און יז פון מאָדיפיקאַטיאָן [22].ימפּאָרטאַנטלי, ווען מאַדאַפייד מיט סיליקאַ אָדער אנדערע מאַטעריאַלס, דעם קאָמפּאָסיטע יגזיבאַץ פּראָפּערטיעס צו אַבזאָרבז נעגאַטיוולי טשאַרדזשינג נוקלעיק אַסאַדז אונטער נידעריק ף, הויך זאַלץ טנאָים בשעת ילוטינג מיט הויך ף, נידעריק זאַלץ סאַלושאַנז.באַזירט אויף דעם דערשיינונג, עס איז מעגלעך צו רייניקן די נוקלעיק זויער.
פאַרשידן פארמען פון סיליקאַ-באזירט מאַטעריאַלס האָבן שוין געניצט פֿאַר נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן אין מיקראָפלוידיקס, אַזאַ ווי סיליקאַ קרעלן, פּאַודערז, מיקראָפיבער פילטערס און סיליקאַ מעמבריינז [23, 24, 25, 26].דעפּענדינג אויף די פּראָפּערטיעס פון דעם מאַטעריאַל, סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס קענען זיין געוויינט אין מיקראָסירקויץ אין פאַרשידענע וועגן.פֿאַר בייַשפּיל, סיליקאַ גראַניאַלז, פּאַודערז און געשעפט נאַנאָפילטערס קענען פשוט זיין געשטעלט אין די פּאָרעס אָדער מיקראָטשאַננעלס פון מיקראָפלוידיק טשיפּס און העלפן עקסטראַקט נוקלעיק אַסאַדז פון סאַמפּאַלז [27, 28, 29].ייבערפלאַך-מאַדאַפייד סיליקאַ מעמבריינז קענען אויך זיין געניצט צו געשווינד רייניקן דנאַ פון פּאַטאַדזשאַנז מיט נידעריק פּרייַז.פֿאַר בייַשפּיל, Wang et al.[30] דורך קאַמביינינג דינאַטורינג אַמפּלאַפאַקיישאַן ריאַקשאַנז מיט וועסיקלע-מעדיאַטעד קייט וועקסל מיט סיליקאַ מעמבריינז קאָוטאַד מיט טשיטאָסאַן אָליגאָסאַקשאַרידעס, אַ ווערסאַטאַל פּאָרטאַטיוו סיסטעם איז באַקענענ וואָס הצלחה דיטעקטאַד 102-108 קאָלאָני פאָרמינג וניץ.(CFU) / מל Vibrio parahaemolyticus., און די בייַזייַן פון די ווירוס איז לייכט קענטיק.פּאַוועל עט על.[31] סיליציום-באזירט מיקראָאַררייַס זענען דעמאָלט געניצט צו דעטעקט העפּאַטיטיס C ווירוס (HCV), מענטש ימיונאָודיפישאַנסי ווירוס (HIV), זיקאַ ווירוס, און מענטש פּאַפּיללאָמאַווירוס און אָטאַמאַטיק פּראַפּאַגיישאַן, אין וואָס אַ 1.3 μל טאָרטשואַס מיקראָרעאַקטאָר איז דעוועלאָפּעד צו כאַפּן רנאַ ווירוסעס.און דורכפירן אין סיטו אַמפּלאַפאַקיישאַן.אין אַדישאַן צו די מעטהאָדס, ייבערפלאַך-מאַדאַפייד סיליקאַ מיקראָקאָלומז אויך שפּילן אַ שליסל ראָלע אין נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן, ווייַל די דזשיאַמאַטרי און פּראָפּערטיעס פון די מאַדאַפייינג מאַטעריאַל זייער פאַרגרעסערן יקסטראַקשאַן עפעקטיווקייַט.טשען עט על.[32] פארגעלייגט אַ מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע פֿאַר אפגעזונדערטקייט פון נידעריק-קאַנסאַנטריישאַן רנאַ באזירט אויף אַמינאָ-קאָוטאַד סיליציום מיקראָקאָלומן.דעם מיקראָפלוידיק מיטל ינטאַגרייץ אַ מענגע פון ​​0.25 סענטימעטער 2 מיקראָפּיללאַרס אויף אַ סיליציום סאַבסטרייט צו דערגרייכן העכער יקסטראַקשאַן עפעקטיווקייַט דורך אַ הויך ייבערפלאַך שטח צו באַנד פאַרהעלטעניש פּלאַן.די מייַלע פון ​​דעם פּלאַן איז אַז די מיקראָפלוידיק מיטל קענען דערגרייכן 95% נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן עפעקטיווקייַט.די סיליציום-באזירט סטראַטעגיעס באַווייַזן די ווערט פון ראַפּאַדלי ייסאַלייטינג נוקלעיק אַסאַדז צו נידעריק פּרייַז.אין קאָמבינאַציע מיט מיקראָפלוידיק טשיפּס, סיליציום-באזירט יקסטראַקשאַן סטראַטעגיעס קענען ניט בלויז פאַרגרעסערן די עפעקטיווקייַט פון נוקלעיק זויער דיטעקשאַן, אָבער אויך פאַסילאַטייט די מיניאַטוריזאַטיאָן און ינטאַגריישאַן פון אַנאַליסיס דעוויסעס [20].
מאַגנעטיק צעשיידונג מעטהאָדס נוצן מאַגנעטיק פּאַרטיקאַלז צו יזאָלירן נוקלעיק אַסאַדז אין דעם בייַזייַן פון אַ פונדרויסנדיק מאַגנעטיק פעלד.קאַמאַנלי געניצט מאַגנעטיק פּאַרטיקאַלז אַרייַננעמען Fe3O4 אָדער γ-Fe2O3 מאַגנעטיק פּאַרטיקאַלז קאָוטאַד מיט סיליקאַ, אַמינאָ און קאַרבאָקסיל [33,34,35,36].די דיסטינגגווישינג שטריך פון מאַגנעטיק פּאַרטיקאַלז קאַמפּערד מיט סיליציום-באזירט SPE מעטהאָדס איז די יז פון מאַניפּיאַליישאַן און קאָנטראָל מיט פונדרויסנדיק מאַגנאַץ.
ניצן די ילעקטראָוסטאַטיק ינטעראַקשאַן צווישן נוקלעיק אַסאַדז און סיליקאַ, אונטער טנאָים פון הויך זאַלץ און נידעריק ף, נוקלעיק אַסאַדז זענען אַדסאָרבעד אויף די ייבערפלאַך פון סיליקאַ-קאָוטאַד מאַגנעטיק פּאַרטיקאַלז, בשעת אין טנאָים פון נידעריק זאַלץ און הויך ף, די מאַלאַקיולז קענען זיין געוואשן. ווידער..סיליקאַ-קאָוטאַד מאַגנעטיק קרעלן מאַכן עס מעגלעך צו עקסטראַקט דנאַ פון גרויס באַנד סאַמפּאַלז (400 μ ל) ניצן מאַגנעטיקלי קאַנטראָולד באַוועגונג [37].ווי אַ דעמאַנסטריישאַן, Rodriguez-Mateos et al.[38] געוויינט טונאַבלע מאַגנאַץ צו קאָנטראָלירן די אַריבערפירן פון מאַגנעטיק קרעלן צו פאַרשידענע טשיימבערז.באַזירט אויף סילאַקאַ-קאָוטאַד מאַגנעטיק פּאַרטיקאַלז, 470 עקזעמפלארן / מל פון סאַרס-קאָוו -2 גענאָמיק רנאַ קענען זיין יקסטראַקטיד פון ווייסטוואָטער סאַמפּאַלז פֿאַר LAMP פאַרקערט טראַנסקריפּציע דיטעקשאַן (RT-LAMP) און דער ענטפער קענען זיין לייענען אין 1 שעה.נאַקעט אויג (פיג. 2אַ).
דיווייסאַז באזירט אויף מאַגנעטיק און פּאָרעז מאַטעריאַלס.קאַנסעפּטשואַל דיאַגראַמע פון ​​די IFAST RT-LAMP מיקראָפלוידיק מיטל פֿאַר סאַרס-קאָוו -2 רנאַ דיטעקשאַן (אַדאַפּטיד פֿון [38]).ב סענטריפוגאַל מיקראָ מיטל פֿאַר dSPE פון בוקקאַל ווישער נוקלעיק זויער (אַדאַפּטיד פֿון [39]).c געבויט-אין זיך-Powered מוסטער קאָנסענטראַטאָר ניצן אַ FTA® קאָרט (אַדאַפּטיד פֿון [50]).d Fusion 5 פילטער פּאַפּיר מאַדאַפייד מיט טשיטאָסאַן (אַדאַפּטיד פֿון [51]).סאַרס-קאָוו -2 שטרענג אַקוטע רעספּעראַטאָרי סינדראָום קאָראָנאַווירוס 2, RT-LAMP פאַרקערט טראַנסקריפּציע שלייף מעדיאַטעד יסאָטהערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן, FTA Finders טעכנאָלאָגיע פּאַרטנערס, NA נוקלעיק זויער
פּאָסיטיוו באפוילן מאַגנעטיק פּאַרטיקאַלז זענען ידעאַל פֿאַר אַטאַטשינג די פאַספייט באַקבאָון פון אַ נוקלעיק זויער.אין אַ זיכער זאַלץ קאַנסאַנטריישאַן, די נעגאַטיוו טשאַרדזשינג פאָספאַטע גרופּעס פון נוקלעיק אַסאַדז קענען זיין דורכויס טשאַרדזשינג אויף די ייבערפלאַך פון די מאַגנעטיק קאַמפּאַזאַט פּאַרטיקאַלז.דעריבער, מאַגנעטיק נאַנאָפּאַרטיקלעס מיט אַ פּראָסט ייבערפלאַך און אַ הויך געדיכטקייַט פון אַמינאָ גרופּעס זענען דעוועלאָפּעד פֿאַר די יקסטראַקשאַן פון נוקלעיק אַסאַדז.נאָך מאַגנעטיק צעשיידונג און בלאַקינג, מאַגנעטיק נאַנאָפּאַרטיקלעס און דנאַ קאַמפּלעקסאַז קענען זיין גלייך געניצט אין פּקר, וואָס ילימאַנייץ די נויט פֿאַר קאָמפּלעקס און צייט-קאַנסומינג רייניקונג און ילושאַן אַפּעריישאַנז [35].מאַגנעטיק נאַנאָפּאַרטיקלעס קאָוטאַד מיט נעגאַטיוו קאַרבאָקסיל גרופּעס זענען אויך געניצט צו באַזונדער נוקלעיק אַסאַדז אַדסאָרבעד אויף סערפאַסיז אין הויך קאַנסאַנטריישאַן פון פּאַליעטאַלין גלייקאָל און סאָדיום קלאָרייד סאַלושאַנז [36].מיט די ייבערפלאַך-מאַדאַפייד מאַגנעטיק קרעלן, דנאַ יקסטראַקשאַן איז קאַמפּאַטאַבאַל מיט סאַבסאַקוואַנט אַמפּלאַפאַקיישאַן.דינאַן עט על.[39] דיסקרייבד אַן אָטאַמייטיד און פּאָרטאַטיוו סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע פֿאַר נוקלעיק זויער פּרעטרעאַטמענט, אַלאַוינג ניט-טעכניש פּערסאַנעל צו נוצן עס אויף פּלאַץ.אין אַדישאַן, די קאַמפּאַטאַבילאַטי פון די אפגעזונדערט דנאַ מיט לאָמפּ, אַ מעטאָד געזונט סוטאַד פֿאַר פונט-פון-זאָרגן נוקלעיק זויער אַנאַליסיס, ווייַטער דעמאַנסטרייץ מינימאַל ויסריכט רעקווירעמענץ און סוטאַביליטי פֿאַר קאָלאָרימעטריק אַססעס (Fig. 2b).
מאַגנעטיק קרעל מעטהאָדס פאָרשלאָגן די מעגלעכקייט פון אָטאַמייטיד יקסטראַקשאַן, עטלעכע פון ​​וואָס עקסיסטירן אין געשעפט אָטאַמייטיד נוקלעיק זויער עקסטראַקטאָרס [KingFisher;טהערמאָפישער (וואַלטהאַם, מאַ, USA), QIAcube® הט;קאַפּיטאַלביאָ (בעידזשינג, טשיינאַ) און ביאָמעק®;בעקמאַן (מיאַמי, USA).), פלאָרידאַ, USA)].די אַדוואַנטידזשיז פון קאַמביינינג מאַגנעטיק קרעלן מיט מיקראָפלוידיקס קענען ווערן גענוצט פֿאַר עפעקטיוו אָטאַמייטיד יקסטראַקשאַן פון נוקלעיק אַסאַדז, וואָס קען פּאַטענטשאַלי שטייַגן די אַנטוויקלונג פון מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס;אָבער, די קאָמבינאַציע פון ​​​​מאַגנעטיק קרעלן מיט מיקראָפלוידיקס נאָך רילייז שווער אויף קאָמפּלעקס קאָנטראָל סיסטעמען פֿאַר גענוי מאַניפּיאַליישאַן פון מאַגנעטיק קרעלן, וואָס דערקלערט די פּאָפּולאַריטעט פון געשעפט פּראָדוקטן זייַנען באַלקי און טייַער, וואָס לימאַץ די ווייַטער אַפּלאַקיישאַן פון מאַגנעטיק קרעלן אין POCT.
עטלעכע פּאָרעז מאַטעריאַלס אַזאַ ווי מאַדאַפייד ניטראָסעללולאָסע פילטערס, Finders Technology Associates (FTA) קאַרדס, פּאָליעטהערסולפאָנע-באזירט פילטער צייטונגען און גלייקאַן-קאָוטאַד מאַטעריאַלס זענען אויך געניצט פֿאַר דיטעקשאַן פון נוקלעיק זויער [40, 41, 42, 43, 44].פּאָרעז פייבראַס מאַטעריאַלס אַזאַ ווי פייבראַס פּאַפּיר זענען ערשטער געניצט צו יזאָלירן דנאַ דורך פיזיקלי ענטאַנגלינג לאַנג-סטראַנדיד דנאַ מאַלאַקיולז מיט פייבערז.קליין פּאָרעס פירן צו אַ שטאַרק גשמיות ריסטריקשאַן פון דנאַ מאַלאַקיולז, וואָס דורכויס אַפעקץ דנאַ יקסטראַקשאַן.רעכט צו די פאַרשידענע פּאָרע סיזעס פון פייבראַס פּאַפּיר, די יקסטראַקשאַן עפעקטיווקייַט קענען נישט טרעפן די באדערפענישן פון דנאַ אַמפּלאַפאַקיישאַן [45, 46].די FTA קאָרט איז אַ געשעפט פילטער פּאַפּיר געניצט אין די פעלד פון פאָרענסיק מעדיצין און וויידלי געניצט אין אנדערע געביטן פון מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס.דורך די נוצן פון סעליאַלאָוס פילטער פּאַפּיר ימפּרעגנייטאַד מיט פאַרשידן קעמיקאַלז צו ליזע די צעל מעמבריינז אין די מוסטער, די באפרייט דנאַ איז פּראָטעקטעד פון דערנידעריקונג פֿאַר אַרויף צו 2 יאָר.מער לעצטנס, ימפּרעגנייטאַד סעליאַלאָוס פּאַפּיר איז דעוועלאָפּעד פֿאַר מאָלעקולאַר דיטעקשאַן פון פאַרשידן פּאַטאַדזשאַנז, אַרייַנגערעכנט סאַרס-קאָוו -2, לעישמאַניאַסיס און מאַלאַריאַ [47,48,49].היוו אין די אפגעזונדערט פּלאַזמע איז ליסעד גלייַך, און די וויראַל נוקלעיק זויער איז ענריטשט אין די FTA® לויפן מעמבראַנע געבויט אין די קאָנסענטראַטאָר, וואָס אַלאַוז עפעקטיוו פּראָדוקציע פון ​​די נוקלעיק זויער [50] (Fig. 2c).דער הויפּט פּראָבלעם מיט נוקלעיק זויער דיטעקשאַן ניצן FTA קאַרדס איז אַז קעמיקאַלז אַזאַ ווי גואַנידינע און יסאָפּראָפּאַנאָל ינכיבאַט סאַבסאַקוואַנט אַמפּלאַפאַקיישאַן ריאַקשאַנז.צו סאָלווע דעם פּראָבלעם, מיר דעוועלאָפּעד Fusion 5 טשיטאָסאַן-מאַדאַפייד פילטער פּאַפּיר, וואָס קאַמביינז די אַדוואַנטידזשיז פון ביידע די גשמיות ינטערלאַסינג פון דנאַ מאַלאַקיולז און פייבראַס פילטער פּאַפּיר, און די ילעקטראָוסטאַטיק אַדסאָרפּטיאָן פון דנאַ אויף טשיטאָסאַן-מאַדאַפייד קאַמפּאַונדז צו דערגרייכן העכסט עפעקטיוו נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן. ..פילטער פייבערז [51] (פיג. 2 ד).פּונקט אַזוי, זשו עט על.[52] דעמאַנסטרייטיד אַ טשיטאָסאַן-מאַדיפיעד פּקר אופֿן באזירט אויף אַן אין סיטו קאַפּאַלערי מיקראָפלוידיק סיסטעם פֿאַר גיך אפגעזונדערטקייט און דיטעקשאַן פון זיקאַ ווירוס רנאַ.נוקלעיק אַסאַדז קענען זיין אַדסאָרבעד / דעסאָרבעד אין אַ געמישט ליסאַטע / פּקר מיטל, ריספּעקטיוולי, באזירט אויף די אָנ / אַוועק באַשטימען פאַרמאָג פון טשיטאָסאַן.אויף און אַוועק", אָפּרופיק צו pH.
ווי דערמאנט אויבן, די סטראַטעגיעס פאַרבינדן די אַדוואַנטידזשיז פון פאַרשידן האַרט פאַסע מאַטעריאַלס און פאַרגרעסערן די עפעקטיווקייַט פון נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן אין מיקראָפלוידיקס.אין פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַנז, די נוצן פון די מאַטעריאַלס אין גרויס קוואַנטאַטיז איז אַנעקאַנאַמיקאַל, און געהעריק ייבערפלאַך באַהאַנדלונג אָדער ייבערפלאַך מאָדיפיקאַטיאָן פון פּראָסט מאַטעריאַלס מיט די מאַטעריאַלס קענען אויך ופהיטן זייער פונקציע.דעריבער, עס איז געגלויבט אַז די ימפּלאַמענטיישאַן פון די סטראַטעגיעס נאָך אַ פּילאָט לערנען קענען רעדוצירן קאָס.
נוקלעיק זויער טעסטינג אויף מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס אָפט ניצט קליין מוסטער וואַליומז (<100 μl), דעריבער ריקווייערז אַמפּלאַפאַקיישאַן פון די ציל נוקלעיק אַסאַדז מיט ספּעציפיש פּראָבעס פֿאַר קאַנווערזשאַן צו אַ סיגנאַל וואָס איז באַקוועם פֿאַר דאַונסטרים דיטעקשאַן (אָפּטיש, עלעקטריקאַל און מאַגנעטיק) [53, 54 ]. נוקלעיק זויער טעסטינג אויף מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס אָפט ניצט קליין מוסטער וואַליומז (<100 μl), דעריבער ריקווייערז אַמפּלאַפאַקיישאַן פון די ציל נוקלעיק אַסאַדז מיט ספּעציפיש פּראָבעס פֿאַר קאַנווערזשאַן צו אַ סיגנאַל וואָס איז באַקוועם פֿאַר דאַונסטרים דיטעקשאַן (אָפּטיש, עלעקטריקאַל און מאַגנעטיק) [53, 54 ]. При тестировании нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах часто используются небольшие объемы образцов (< 100 мкл), поэтому требуется амплификация целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигнал, удобный для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]. ווען טעסטינג נוקלעיק אַסאַדז אויף מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס, קליין מוסטער וואַליומז (<100 μL) זענען אָפט געניצט, אַזוי די אַמפּלאַפאַקיישאַן פון ציל נוקלעיק אַסאַדז מיט ספּעציעל פּראָבעס איז פארלאנגט צו גער עס אין אַ סיגנאַל באַקוועם פֿאַר סאַבסאַקוואַנט דיטעקשאַן (אָפּטיש, עלעקטריקאַל און מאַגנעטיק) [53, 54].微流控 平台 上 的 检测 通常 使用 使用 (<100 μ ל), 因此 需要 使用 特定 探针 扩增 扩增 目标 目标 目标 目标 为 为 为 便于 下游 下游) 电学 和) 电学 和) 电学磁学信号 [53, ].微流控 平台 上 的 核酸 使用 使用 ((<100 μL), 因此因此 探针 探针 探针 扩增 扩增 扩增 扩增 扩增 扩增 为 为 为 为 为 下游 (光学, 光学 磁学) 电学 [53, 54, 54 ]. Обнаружение нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах обычно использует небольшие объемы образцов (<100 мкл), что требует амплификации целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигналы для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]]. דיטעקשאַן פון נוקלעיק אַסאַדז אויף מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס יוזשאַוואַלי ניצט קליין מוסטער וואַליומז (<100 μl), וואָס ריקווייערז אַמפּלאַפאַקיישאַן פון ציל נוקלעיק אַסאַדז מיט ספּעציעל פּראָבעס צו בייַטן זיי אין סיגנאַלז פֿאַר סאַבסאַקוואַנט דיטעקשאַן (אָפּטיש, עלעקטריקאַל און מאַגנעטיק) [53, 54]] .נוקלעיק זויער אַמפּלאַפאַקיישאַן אין מיקראָפלוידיקס קענען אויך פאַרגיכערן ריאַקשאַנז, אַפּטאַמייז דיטעקשאַן לימאַץ, רעדוצירן מוסטער רעקווירעמענץ און פֿאַרבעסערן דיטעקשאַן אַקיעראַסי [55, 56].אין די לעצטע יאָרן, מיט די רעאַליזיישאַן פון שנעל און פּינטלעך דיטעקשאַן, פאַרשידן נוקלעיק זויער אַמפּלאַפאַקיישאַן מעטהאָדס זענען געווענדט אין מיקראָפלוידיקס, אַרייַנגערעכנט פּקר און עטלעכע יסאָטהערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן ריאַקשאַנז.דער אָפּטיילונג וועט סאַמערייז מעטהאָדס פֿאַר דיטעקשאַן פון נוקלעיק זויער באזירט אויף מיקראָפלוידיק סיסטעמען.
פּקר איז אַ סימיאַליישאַן פון די דנאַ רעפּלאַקיישאַן פּראָצעס פון אַן אָרגאַניזם, די טעאָריע פון ​​וואָס איז דיסקרייבד אין דעטאַל אנדערש און וועט נישט זיין דיסקאַסט דאָ.PCR קענען אַמפּלאַפיי אַ זייער קליין סומע פון ​​ציל דנאַ / רנאַ אין אַ עקספּאָונענשאַל קורס, מאכן פּקר אַ שטאַרק געצייַג פֿאַר די גיך דיטעקשאַן פון נוקלעיק אַסאַדז.אין די לעצטע דעקאַדעס, פילע פּאָרטאַטיוו מיקראָפלוידיק דעוויסעס יקוויפּט מיט פּקר טערמאַל סייקלינג סיסטעמען זענען דעוועלאָפּעד צו טרעפן די באדערפענישן פון פונט-פון-זאָרגן דיאַגנאָסטיקס [57, 58].אויף-שפּאָן פּקר קענען זיין צעטיילט אין פיר טייפּס (קאַנווענשאַנאַל, קעסיידערדיק לויפן, ספּיישאַלי סוויטשט און קאַנוועקטיוו פּקר) לויט פאַרשידענע טעמפּעראַטור קאָנטראָל מעטהאָדס [59].פֿאַר בייַשפּיל, Gee et al.[60] דעוועלאָפּעד אַ דירעקט פאַרקערט טראַנסקריפּציע קוואַנטיטאַטיווע פּקר (RT-qPCR) אופֿן אויף זייער אייגן מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע פֿאַר די מולטיפּלעקס דיטעקשאַן פון סאַרס-קאָוו -2, ינפלוענציע א און ב ווירוסעס אין האַלדז ווישער סאַמפּאַלז (Fig. 3 אַ).פּאַרק עט על.[61] געבויט אַ פּשוט פּאַטאַדזשאַן אַנאַליסיס שפּאָן דורך ינטאַגרייטינג דין פילם פּקר, ילעקטראָודז און אַ פינגער-אַפּערייטאַד פּאָלידימעטהילסילאָקסאַנע-באזירט מיקראָפלוידיק מאָדולע.אָבער, ביידע ווערק ימבאַדי די פּראָסט כיסאָרן פון קאַנווענשאַנאַל פּקר.PCR ריקווייערז טערמאַל סייקלינג, וואָס לימאַץ ווייַטער מיטל מיניאַטוריזאַטיאָן און רידוסט טעסטינג צייט.
די אַנטוויקלונג פון קעסיידערדיק לויפן באזירט מיקראָפלוידיק און פּלאַץ-סוויטשט פּקר איז קריטיש צו אַדרעס דעם אַרויסגעבן.ניצן אַ לאַנג סערפּאַנטיין קאַנאַל אָדער אַ קורץ גלייַך קאַנאַל, קעסיידערדיק לויפן פּקר קענען צושטעלן שנעל אַמפּלאַפאַקיישאַן דורך אַקטיוולי סערקיאַלייטינג רייידזשאַנץ אין דריי פּרעהעאַט זאָנעס מיט אַן אַוועק-שפּאָן פּאָמפּע.דעם אָפּעראַציע הצלחה אַוווידז די יבערגאַנג פאַסע צווישן פאַרשידענע אָפּרוף טעמפּעראַטורעס און אַזוי באטייטיק ראַדוסאַז די טעסטינג צייט [62] (Fig. 3b).אין אן אנדער לערנען דורך Jung et al.[63] פארגעלייגט אַ נייַ דריי-פּקר גענעטיק אַנאַליזער וואָס קאַמביינז די קעראַקטעריסטיקס פון פאַרפעסטיקט און לויפן פּקר פֿאַר ולטראַפאַסט און מולטיפּלעקס פאַרקערט טראַנסקריפּציע פּקר (Fig. 3c).פֿאַר נוקלעיק זויער אַמפּלאַפאַקיישאַן, די פּקר מיקראָטשיפּ וועט זיין ראָוטייטיד דורך דרייַ באַהיצונג בלאַקס אין פאַרשידענע טעמפּעראַטורעס: 1. דענאַטיראַטיאָן בלאָק 94 ° C, 2. אַנילינג בלאָק ביי 58 ° C, 3. יקספּאַנשאַן בלאָק ביי 72 ° C.
אַפּפּליקאַטיאָן פון פּקר אין מיקראָפלוידיקס.סכעמאַטיש פאַרטרעטונג פון dirRT-qPCR אויף אַ מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע (אַדאַפּטיד פֿון [60]).ב סכעמאַטיש פאַרטרעטונג פון אַ קעסיידערדיק לויפן פּקר מיקראָאַררייַ באזירט אויף אַ סערפּאַנטיין קאַנאַל (אַדאַפּטיד פֿון [62]).c סכעמאַטיש פאַרטרעטונג פון אַ דריי-פּקר גענעטיק אַנאַליזער, קאַנסיסטינג פון אַ מיקראָטשיפּ, דריי באַהיצונג בלאַקס און אַ סטעפּפּער מאָטאָר (אַדאַפּט פון [63]).ד דיאַגראַמע פון ​​טהערמאָקאָנוועקטיאָן פּקר מיט סענטריפוגאַטיאָן און סעטאַפּ (צוגעפאסט פֿון [64]).DirRT-qPCR, דירעקט קוואַנטיטאַטיווע פאַרקערט טראַנסקריפּציע פּאָלימעראַסע קייט רעאַקציע
ניצן קאַפּאַלעריז און לופּס אָדער אפילו דין פּלאַטעס, קאַנוועקשאַן פּקר קענען ראַפּאַדלי פאַרגרעסערן נוקלעיק אַסאַדז דורך נאַטירלעך פריי טערמאַל קאַנוועקשאַן אָן די נויט פֿאַר אַ פונדרויסנדיק פּאָמפּע.פֿאַר בייַשפּיל, אַ סייקליק אָלעפין פּאָלימער מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע איז דעוועלאָפּעד אויף אַ פאַבריקייטיד ראָוטייטינג באַהיצונג בינע וואָס ניצט טערמאַל סייקלינג מיט סענטריפוגאַטיאָן אין אַ פּקר שלייף מיקראָטשאַננעל [64] (Fig. 3 ד).דער אָפּרוף לייזונג איז געטריבן דורך טערמאַל קאַנוועקשאַן, וואָס קאַנטיניואַסלי יקסטשיינדזשיז הויך און נידעריק טעמפּעראַטור אין אַ מיקראָטשאַננעל מיט אַ אַניאַלער סטרוקטור.די גאנצע אַמפּלאַפאַקיישאַן פּראָצעס קענען זיין געענדיקט אין 10 מינוט מיט אַ דיטעקשאַן שיעור פון 70.5 פּג / קאַנאַל.
ווי דערוואַרט, גיך פּקר איז אַ שטאַרק געצייַג פֿאַר גאָר ינאַגרייטיד מוסטער-ענטפער מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיק און מולטיפּלעקס אַנאַליסיס סיסטעמען.גיך פּקר ראַדוסאַז באטייטיק די צייט פארלאנגט צו דעטעקט סאַרס-קאָוו -2, וואָס קאַנטריביוץ צו די עפעקטיוו קאָנטראָל פון די COVID-19 פּאַנדעמיק.
PCR ריקווייערז אַ קאָמפּלעקס טערמאַל סיקלער וואָס איז נישט פּאַסיק פֿאַר POCT.מער לעצטנס, יסאָטהערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן טעקניקס זענען געווענדט צו מיקראָפלוידיקס, אַרייַנגערעכנט אָבער ניט לימיטעד צו LAMP, רעקאָמבינאַסע פּאָלימעראַסע אַמפּלאַפאַקיישאַן (רפּאַ), און אַמפּלאַפאַקיישאַן באזירט אויף נוקלעיק זויער סיקוואַנסיז [65,66,67,68].מיט די טעקניקס, נוקלעיק אַסאַדז זענען אַמפּלאַפייד אין אַ קעסיידערדיק טעמפּעראַטור, וואָס פאַסילאַטייט די שאַפונג פון נידעריק-קאָסטן, העכסט שפּירעוודיק פּאָרטאַטיוו POCT דעוויסעס פֿאַר מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס.
הויך-טרופּוט מיקראָפלוידיקס-באזירט לאַמפּ אַסייסאַז לאָזן קייפל דיטעקשאַן פון ינפעקטיאָוס חולאתן [42, 69, 70, 71].אין קאָמבינאַציע מיט אַ סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק סיסטעם, LAMP קענען ווייַטער פאַסילאַטייט די אָטאַמיישאַן פון נוקלעיק זויער דיטעקשאַן [69, 72, 73, 74, 75].די ומדריי-און-רעאַגירן סליפּטשיפּ איז דעוועלאָפּעד פֿאַר די וויזשאַוואַל דיטעקשאַן פון קייפל פּאַראַלעל באַקטיריאַ ניצן לאַמפּ [76] (Fig. 4 אַ).ווען ניצן אָפּטימיזעד לאַמפּ אין די אַססיי, די פלואָרעססענסע סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש איז געווען בעערעך 5-פאַרלייגן, און די דיטעקשאַן שיעור ריטשט 7.2 עקזעמפלארן / μל פון גענאָמיק דנאַ. דערצו, די עקזיסטענץ פון פינף פּראָסט דיגעסטיווע באַקטיריאַל פּאַטאַדזשאַנז, אַרייַנגערעכנט Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis און Vibrio parahaemolyticus, זענען וויזשוואַלייזד באזירט אויף דעם אופֿן אין <60 מינוט. דערצו, די עקזיסטענץ פון פינף פּראָסט דיגעסטיווע באַקטיריאַל פּאַטאַדזשאַנז, אַרייַנגערעכנט Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis און Vibrio parahaemolyticus, זענען וויזשוואַלייזד באזירט אויף דעם אופֿן אין <60 מינוט.דערצו, די בייַזייַן פון פינף פּראָסט באַקטיריאַל פּאַטאַדזשאַנז פון די דיגעסטיווע שעטעך, אַרייַנגערעכנט Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis און Vibrio parahaemolyticus, איז וויזשוואַלייזד מיט דעם אופֿן אין ווייניקער ווי 60 מינוט.此外，基于该方法在<60分钟内可视化了五种常见消化道细菌病原体的存在，包括蜡状芽孢杆菌、大肠杆菌、肠沙门氏菌、河流弧菌和副溶血性弧菌。此外, 基于 该 方法方法方法在在 <60 分钟 内 视化 五 种 常见 常见 消化道 细菌病 细菌病 细菌病 的 的, 包括 芽孢杆菌, 大 肠杆菌, 肠 氏 氏 菌 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血 副溶血弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 לענדאין אַדישאַן, די בייַזייַן פון פינף פּראָסט באַקטיריאַל גאַסטראָוינטעסטאַנאַל פּאַטאַדזשאַנז, אַרייַנגערעכנט Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius און Vibrio parahaemolyticus, איז וויזשוואַלייזד מיט דעם אופֿן אין ווייניקער ווי 60 מינוט.
די אַדוואַנטידזשיז פון LAMP אין מיקראָפלוידיקס אַרייַננעמען, צווישן אנדערע, שנעל ענטפער און מיניאַטוריזעד דיטעקשאַן.אָבער, רעכט צו דער אָפּרוף טעמפּעראַטור (אַרום 70 ° C), אַעראָסאָלס זענען ינעוואַטאַבלי דזשענערייטאַד בעשאַס לאַמפּ, ריזאַלטינג אין אַ הויך פאַלש positive קורס.די ספּעציפֿישקייט פון אַססיי, אָנפאַנגער פּלאַן און טעמפּעראַטור קאָנטראָל אויך דאַרפֿן צו זיין אָפּטימיזעד פֿאַר לאָמפּ.אין אַדישאַן, שפּאָן דיזיינז וואָס ינסטרומענט קייפל ציל דיטעקשאַן אויף אַ איין שפּאָן זענען פון גרויס ווערט און זאָל זיין דעוועלאָפּעד.אין אַדישאַן, LAMP איז פּאַסיק פֿאַר מאַלטי-ציל דיטעקשאַן ינאַגרייטיד אין איין שפּאָן, וואָס איז פון גרויס וויכטיקייט, אָבער עס איז נאָך אַ פּלאַץ פון פּלאַץ פֿאַר אַנטוויקלונג.
די הויך פאַלש positive קורס פון לאָמפּ קענען זיין טייל רידוסט מיט רפּאַ, ווייַל די לעפיערעך נידעריק אָפּרוף טעמפּעראַטור (~ 37 ° C) רעזולטאטן אין לעפיערעך ווייניק יוואַפּעריישאַן פּראָבלעמס [77].אין די רפּאַ סיסטעם, צוויי פאַרקערט פּרימערז אָנהייבן דנאַ סינטעז דורך ביינדינג צו אַ רעקאָמבינאַסע און אַמפּלאַפאַקיישאַן קענען זיין געענדיקט אין 10 מינוט [78,79,80,81].דעריבער, דער גאנצער רפּאַ פּראָצעס איז פיל פאַסטער ווי PCR אָדער LAMP.אין די לעצטע יאָרן, מיקראָפלוידיק טעכנאָלאָגיע איז געוויזן צו פֿאַרבעסערן די גיכקייַט און אַקיעראַסי פון רפּאַ [82,83,84].פֿאַר בייַשפּיל, Liu et al.[85] דעוועלאָפּעד אַ מיקראָפלוידיק ינאַגרייטיד לאַטעראַל לויפן פּאָלימעראַסע רעקאָמבינאַסע אַמפּלאַפאַקיישאַן אַססייַ פֿאַר גיך און שפּירעוודיק דיטעקשאַן פון סאַרס-קאָוו -2 דורך ינטאַגרייטינג פאַרקערט טראַנסקריפּציע רפּאַ (רט-רפּאַ) און אַ וניווערסאַל לאַטעראַל לויפן פּרובירן פּאַס דיטעקשאַן סיסטעם.אין אַ איין מיקראָפלוידיק סיסטעם.פיגורע 4ב).דער שיעור פון דיטעקשאַן איז 1 קאָפּיע / μl אָדער 30 קאפיעס / מוסטער, און דיטעקשאַן קענען זיין געענדיקט אין וועגן 30 מינוט.קאָנג עט על.האָבן דעוועלאָפּעד אַ וועראַבאַל מיקראָפלוידיק מיטל.[86] געוויינט גוף טעמפּעראַטור און אַ רירעוודיק טעלעפאָן-באזירט פלואָרעססענסע דיטעקשאַן סיסטעם צו געשווינד און גלייַך דיטעקט HIV-1 דנאַ ניצן רפּאַ (פיגורע 4c).די וועראַבאַל רפּאַ אַססייַ דיטעקץ 100 עקזעמפלארן / מל פון די ציל סיקוואַנס אין 24 מינוט, דעמאַנסטרייטינג גרויס פּאָטענציעל פֿאַר גיך דיאַגנאָסיס פון היוו-1-ינפעקטאַד קליינע קינדער אין מיטל-לימיטעד סעטטינגס.
יסאָטהערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן אין פונט-פון-זאָרגן טעסטינג (POCT).אַנטוויקלונג און פּראָדוקציע פון ​​ומדריי און אָפּרוף סליפּטשיפּ.נאָך פּלאַזמע וועלדינג, די שפּיץ און דנאָ טשיפּס זענען פארזאמלט מיט אַ סכום פון ניסלעך צו פאָרעם די לעצט שפּאָן (צוגעפאסט פֿון [76]).ב סכעמאַטיש פון די MI-IF-RPA סיסטעם פֿאַר COVID-19 דיטעקשאַן (צוגעפאסט פֿון [85]).c סכעמאַטיש פון אַ וועראַבאַל רפּאַ פּראָבע פֿאַר גיך דיטעקשאַן פון היוו-1 דנאַ (אַדאַפּטיד פֿון [86]).SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM קאַרבאָקסיפלאָרעססעין, מענטש ימיונאָודיפישאַנסי ווירוס היוו, רפּאַ רעקאָמבינאַסע פּאָלימעראַסע אַמפּלאַפאַקיישאַן, געפירט ליכט ימיטינג דייאָוד, MI-IF-RPA ינטעגראַטעד מיקראָקאָממאָטעראַסע פּאָלימעראַס אַמפּלאַפאַקיישאַן
מיקראָפלוידיק-באזירט רפּאַ איז ראַפּאַדלי דעוועלאָפּינג, אָבער, די פּרייַז פון שפּאָן פאַבריקיישאַן און אָפּרוף קאַנסאַמשאַן איז צו הויך און מוזן זיין רידוסט צו פאַרגרעסערן די אַוויילאַבילאַטי פון דעם טעכנאָלאָגיע.אין אַדישאַן, די הויך סענסיטיוויטי פון רפּאַ קענען ווירקן די אַמפּלאַפאַקיישאַן פון ניט-ספּעציפיש פּראָדוקטן, ספּעציעל אין דעם בייַזייַן פון קאַנטאַמאַניישאַן.די לימיטיישאַנז קען ווירקן די אַפּלאַקיישאַן פון RPA אין מיקראָפלוידיק סיסטעמען און פאַרדינען ווייַטער אַפּטאַמאַזיישאַן.געזונט-דיזיינד פּרימערז און פּראָבעס פֿאַר פאַרשידן טאַרגאַץ זענען אויך דארף צו פֿאַרבעסערן די פיזאַבילאַטי פון RPA-באזירט מיקראָפלוידיק סטראַטעגיעס אין POCT.
Cas13 און Cas12a האָבן די פיייקייט צו ראַנדאַמלי שפּאַלטן נוקלעיק אַסאַדז און קענען זיין דעוועלאָפּעד ווי דיטעקשאַן און דיאַגנאָסטיק מכשירים.Cas13 און Cas12a זענען אַקטיווייטיד ווען ריספּעקטיוולי ביינדינג צו ציל דנאַ אָדער רנאַ.אַמאָל אַקטיווייטיד, דער פּראָטעין הייבט צו שפּאַלטן אנדערע נירביי נוקלעיק אַסאַדז, נאָך וואָס פירן רנאַ טאַרגאַטינג פּאַטאַדזשאַן-ספּעציפיש נוקלעיק אַסאַדז קענען קלעאַווירן קווענטשעד פלורעסאַנט פּראָבעס און מעלדונג פלואָרעססענסע.באַזירט אויף דעם טעאָריע, Kellner et al.[87] דעוועלאָפּעד אַ Cas13-באזירט אופֿן [ספּעציפיש הויך-סענסיטיוויטי ענזימאַטיק רעפּאָרטער אַנלאַקינג (SHERLOCK)], און Broughton et al.[88] דעוועלאָפּעד אן אנדער צוגאַנג באזירט אויף Cas12a [CRISPR Trans Reporter טאַרגאַטינג דנאַ ענדאָנוקלעאַסע (DTECR)].
אין די לעצטע יאָרן, פאַרשידן מעטהאָדס פֿאַר דיטעקשאַן פון נוקלעיק אַסאַדז באזירט אויף CRISPR האָבן ארויס [89, 90].קאַנווענשאַנאַל CRISPR באזירט מעטהאָדס זענען אָפט צייט קאַנסומינג און אַרבעט אינטענסיווע רעכט צו קייפל פּראָוסידזשערז אַרייַנגערעכנט נוקלעיק זויער יקסטראַקשאַן, אַמפּלאַפאַקיישאַן און CRISPR דיטעקשאַן.ויסשטעלן פון ליקווידס צו לופט קען פאַרגרעסערן די געלעגנהייַט פון פאַלש positive רעזולטאַטן.לויט די אויבן, CRISPR-באזירט סיסטעמען דאַרפֿן אַ נויט פֿאַר אַפּטאַמאַזיישאַן.
א פּנעוומאַטיש קאַנטראָולד מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע וואָס קענען דורכפירן 24 אַנאַליזעס אין פּאַראַלעל איז דעוועלאָפּעד פֿאַר CRISPR-Cas12a און CRISPR-Cas13a דיטעקשאַן אַפּלאַקיישאַנז [91].די סיסטעם איז יקוויפּט מיט אַ פלואָרעססענסע דיטעקשאַן מיטל וואָס בייפּאַסיז נוקלעיק זויער אַמפּלאַפאַקיישאַן און אויטאָמאַטיש דיטעקץ פעמטאָמאָלאַר דנאַ און רנאַ סאַמפּאַלז.טשען עט על.[92] ינאַגרייטיד רעקאָמבינאַסע אַמפּלאַפאַקיישאַן מיט די CRISPR-Cas12a סיסטעם אין סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיקס (Fig. 5a).די אַרבעט מנצח די שוועריקייט פון ינטאַגרייטינג די צוויי פּראַסעסאַז ווייַל Cas12a קענען דיידזשעסטיד מעסינדזשער דנאַ און ינכיבאַט די אַמפּלאַפאַקיישאַן פּראָצעס.אין דערצו, Chen et al.[92] אַדישנאַלי פאַר-סטאָרד די אָפּרוף רעאַגענץ אין אַ סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק קאָנטראָל צו אויטאָמאַטיש פאַרענדיקן די גאנצע פּראָצעס.אין אן אנדער ווערק, Silva et al.[93] דעוועלאָפּעד אַ דיאַגנאָסטיק אופֿן אָן CRISPR / Cas12a אַמפּלאַפאַקיישאַן און אַ סמאַרטפאָנע צו דעטעקט סאַרס-קאָוו -2 (פיגורע 5ב).דער אַסייַ, באַוווסט ווי אַ טרייַבל-באזירט אַמפּלאַפאַקיישאַן-פריי סיסטעם, כולל אַ CRISPR / Cas-אָפענגיק ענזיים וואָס איז באזירט אויף סמאַרטפאָנע וויזשוואַלאַזיישאַן פון קאַטאַלאַסע-דזשענערייטאַד בלאָז סיגנאַלז אין מיקראָפלוידיק טשאַנאַלז.סענסיטיוו דיטעקשאַן פון ווייניקער ווי 50 עקזעמפלארן / μל נוקלעיק זויער אָן פאַר-אַמפּלאַפאַקיישאַן, דער גאנצער פּראָצעס פון מוסטער ינדזשעקשאַן צו סיגנאַל לייענען נעמט בלויז 71 מינוט.
נוקלעיק זויער דיטעקשאַן מעטהאָדס באזירט אויף CRISPR.סענטריפוגאַל פּאָקט פֿאַר ינאַגרייטיד מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס באזירט אויף CRISPR (אַדאַפּטיד פֿון [92]).ב אַנטוויקלונג פון די CASCADE פּרובירן פֿאַר סמאַרטפאָנע-באזירט אַנאַליסיס פון סאַרס-קאָוו -2 (אַדאַפּטיד פֿון [93]).RAA רעקאָמבינאַסע אַמפּלאַפאַקיישאַן, PAM שכייניש פּראָטאָספּאַסער מאָטיוו, CRISPR קלאַסטערד קורץ פּאַלינדראָמיק ריפּיץ מיט רעגולער ינטערוואַלז, CASCADE סיסטעם אָן מאָביל טעלעפאָן אַמפּלאַפאַקיישאַן מיט CRISPR / CAS-אָפענגיק ענזימעס, 1-עטהיל-3-[3-דימעטהילאַמינאָפּראָפּיל] קאַרבאָדיימידע הידראָטשלאָרידע EDC
ווי די לעצטע שריט אין דיטעקשאַן פון נוקלעיק זויער, סיגנאַל דיטעקשאַן גלייך ריפלעקס דיאַגנאָסטיק רעזולטאַטן און איז אַ קריטיש פאַקטאָר אין דער אַנטוויקלונג פון אַ עפעקטיוו, שפּירעוודיק און פּינטלעך POCT.סיגנאַלז קענען זיין לייענען מיט פאַרשידן מעטהאָדס אַזאַ ווי פלורעסאַנט, עלעקטראָטשעמיקאַל, קאָלאָרימעטריק און מאַגנעטיק סטראַטעגיעס.אין דעם אָפּטיילונג, מיר באַשרייַבן די סייכל פֿאַר יעדער צוגאַנג און פאַרגלייַכן די מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס פון ינפעקטיאָוס חולאתן אין מיקראָפלוידיקס.
פלואָרעססענסע-באזירט סטראַטעגיעס זענען וויידלי געניצט פֿאַר POCT דיאַגנאָסטיקס פון ינפעקטיאָוס חולאתן רעכט צו זייער מערקווירדיק אַדוואַנטידזשיז פון ויסגעצייכנט סענסיטיוויטי, נידעריק פּרייַז, יז פון אָפּעראַציע און פונט-פון-זאָרגן אַנאַליסיס [94, 95].די סטראַטעגיעס נוצן לייבאַלד פלואָראָפאָרעס אַזאַ ווי פלורעסאַנט דייז און נאַנאָמאַטיריאַליז צו שאַפֿן אַ דיטעקטאַבאַל סיגנאַל (פלאָרעססענסע ענכאַנסמאַנט אָדער קווענטשינג).דער דערגייונג סאַגדזשעסץ אַז פלורעסאַנס-באזירט סטראַטעגיעס קענען זיין צעטיילט אין דירעקט פלורעסאַנט לייבלינג, סיגנאַל-אויף און סיגנאַל-אַוועק פלורעסאַנט דיטעקשאַן [96].דירעקט פלורעסאַנט פירמע דיטעקשאַן ניצט ספּעציעל פלורעסאַנט לאַבעלס צו לייבלינג ספּעציפיש ליגאַנדז וואָס דזשענערייט אַ ספּעציפיש סומע פון ​​פלורעסאַנס ווען סאַלעקטיוולי געבונדן צו אַ ציל.פֿאַר סיגנאַל-באזירט פלורעסאַנס דיטעקשאַן, די קוואַליטעט פון די פלורעסאַנט סיגנאַל איז דורכויס שייַכות צו די גרייס פון אינטערעס.פלואָרעססענסע ינטענסיטי איז נעגלאַדזשאַבאַל אין דער אַוועק פון אַ ציל און איז דיטעקטאַבאַל ווען אַ גענוג סומע פון ​​ציל איז פאָרשטעלן.קאָנווערסעלי, די ינטענסיטי פון פלואָרעססענסע דיטעקטאַד דורך "סיגנאַל-אַוועק" פלואָרעססענסע איז פאַרקערט פּראַפּאָרשאַנאַל צו די סומע פון ​​​​ציל, טכילעס ריטשינג אַ מאַקסימום ווערט און ביסלעכווייַז דיקריסינג ווי דער ציל איז ענלאַרגעד.פֿאַר בייַשפּיל, מיט די CRISPR-Cas13a ציל-אָפענגיק טראַנס-קלייווידזש מעקאַניזאַם, Tian et al.[97] דעוועלאָפּעד אַ ראָמאַן דערקענונג סטראַטעגיע צו דעטעקט רנאַס וואָס בייפּאַס פאַרקערט טראַנסקריפּציע גלייַך (Fig. 6 אַ).נאָך ביינדינג צו קאַמפּלאַמענטשי ציל רנאַ, די CRISPR-Cas13-RNA קאָמפּלעקס קענען זיין אַקטיווייטיד, טריגערינג טראַנסקאָללאַטעראַל קלעאַוואַגע דורך ניט-ספּעציפיש רעפּאָרטער רנאַ.די פלואָרעסענטלי לייבאַלד רעפּאָרטער [פלואָראָפאָר (F)] איז קווענטשעד דורך די קווענטשער (ק) בעשאָלעם און פלואָרעססעס ווען קלעאַוועד דורך די אַקטיווייטיד קאָמפּלעקס.
די מייַלע פון ​​עלעקטראָטשעמיקאַל דיטעקשאַן איז הויך דיטעקשאַן גיכקייַט, גרינג פּראָדוקציע, נידעריק פּרייַז, גרינג צו פירן און אָטאַמאַטיק קאָנטראָל.עס איז אַ שטאַרק אַנאַליסיס אופֿן פֿאַר POCT אַפּלאַקיישאַנז.באַזירט אויף גראַפענע פעלד-ווירקונג טראַנזיסטערז Gao et al.[98] דעוועלאָפּעד אַ נאַנאָביאָסענסאָר פֿאַר די מולטיפּלעקס דיטעקשאַן פון ליים קרענק אַנטיגענס פֿון Borrelia burgdorferi באַקטיריאַ מיט אַ דיטעקשאַן שיעור פון 2 פּג / מל (Fig. 6b).
קאָלאָרימעטריק אַסאַסאַז האָבן שוין געניצט אין POCT אַפּלאַקיישאַנז, געניסן פון די אַדוואַנטידזשיז פון פּאָרטאַביליטי, נידעריק פּרייַז, יז פון צוגרייטונג און וויזשאַוואַל לייענען.קאָלאָרימעטריק דיטעקשאַן קענען נוצן די אַקסאַדיישאַן פון פּעראָקסידאַסע אָדער פּעראָקסידאַסע-ווי נאַנאָמאַטעריאַלס, די אַגגרעגאַטיאָן פון נאַנאָמאַטיריאַליז און די אַדישאַן פון גראדן דיעס צו גער אינפֿאָרמאַציע וועגן דעם בייַזייַן פון ציל נוקלעיק אַסאַדז אין קענטיק קאָליר ענדערונגען [99, 100, 101].נאָוטאַבלי, גאָלד נאַנאָפּאַרטיקלעס זענען וויידלי געניצט אין דער אַנטוויקלונג פון קאָלאָרימעטריק סטראַטעגיעס, און רעכט צו זייער פיייקייט צו ינדוסירן גיך און באַטייַטיק קאָליר ענדערונגען, עס איז ינקריסינג אינטערעס אין דער אַנטוויקלונג פון POCT קאָלאָרימעטריק פּלאַטפאָרמס פֿאַר דיאַגנאָסיס פון ינפעקטיאָוס חולאתן אין סיטו [102].מיט אַן ינאַגרייטיד סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק מיטל [103], פוד-באָרנע פּאַטאַדזשאַנז אין קאַנטאַמאַנייטאַד מילך סאַמפּאַלז קענען זיין אויטאָמאַטיש דיטעקטאַד בייַ די מדרגה פון 10 באַקטיריאַל סעלז, און די רעזולטאַטן קענען זיין לייענען וויזשוואַלי ין 65 מינוט (Fig. 6c).
מאַגנעטיק סענסינג טעקניקס קענען אַקיעראַטלי דעטעקט אַנאַליטעס ניצן מאַגנעטיק מאַטעריאַלס, און עס איז געווען אַ באַטייטיק אינטערעס אין POCT אַפּלאַקיישאַנז אין די לעצטע דעקאַדעס.מאַגנעטיק סענסינג טעקניקס האָבן עטלעכע יינציק אַדוואַנטידזשיז אַזאַ ווי נידעריק פּרייַז מאַגנעטיק מאַטעריאַלס אלא ווי טייַער אָפּטיש קאַמפּאָונאַנץ.אָבער, די נוצן פון אַ מאַגנעטיק פעלד ימפּרוווז דיטעקשאַן עפעקטיווקייַט און ראַדוסאַז מוסטער צוגרייטונג צייט [104].אין אַדישאַן, די רעזולטאטן פון מאַגנעטיק פּראָובינג באַווייַזן הויך ספּעסיפיקאַטי, סענסיטיוויטי און הויך סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש רעכט צו דער נישטיק מאַגנעטיק הינטערגרונט סיגנאַל פון בייאַלאַדזשיקאַל סאַמפּאַלז [105].שאַרמאַ עט על.ינאַגרייטיד אַ מאַגנעטיק טונעל קנופּ באזירט ביאָסענסאָר אין אַ פּאָרטאַטיוו מיקראָטשיפּ פּלאַטפאָרמע.[106] פֿאַר מולטיפּלעקס דיטעקשאַן פון פּאַטאַדזשאַנז (Fig. 6 ד).ביאָסענסאָרס סענסיטיוולי דעטעקט סובנאַנאָמאָלאַר נוקלעיק אַסאַדז אפגעזונדערט פון פּאַטאַדזשאַנז.
טיפּיש סיגנאַל דיטעקשאַן אופֿן.דער באַגריף פון כייפּערלאָוקאַלייזד דיטעקשאַן פון Cas13a (אַדאַפּטיד פֿון [97]).ב גראַפענע נאַנאָביאָסענסאָר FET אין קאָמבינאַציע מיט Lyme GroES scFv (אַדאַפּטיד פֿון [98]).c קאָלאָרימעטריק ינדיקאַטיאָנס פֿאַר מולטיפּלעקס דיטעקשאַן פון פוד-באָרנע פּאַטאַדזשאַנז אין אַ סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק שפּאָן: נומ 1 און נומ 3 סאַמפּאַלז מיט ציל פּאַטאַדזשאַנז, און נומ 2, נומ 4 און נומ 5 סאַמפּאַלז אָן ציל פּאַטאַדזשאַנז (צוגעפאסט פֿון [103]) .ד ביאָסענסאָר באזירט אויף אַ מאַגנעטיק טונעל קנופּ, אַרייַנגערעכנט אַ פּלאַטפאָרמע, אַ געבויט-אין בלאַקינג אַמפּלאַפייער, אַ קאָנטראָל אַפּאַראַט און אַ מאַכט צושטעלן פֿאַר סיגנאַל דזשענעריישאַן / אַקוואַזישאַן (צוגעפאסט פֿון [106]).GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA polymethylmethacrylate
טראָץ די ויסגעצייכנט קעראַקטעריסטיקס פון די אויבן דיטעקשאַן מעטהאָדס, זיי נאָך האָבן דיסאַדוואַנטידזשיז.די מעטהאָדס זענען קאַמפּערד (טיש 1), אַרייַנגערעכנט עטלעכע אַפּלאַקיישאַנז מיט דעטאַילס (פּראָס און קאָנס).
מיט דער אַנטוויקלונג פון מיקראָפלוידיקס, מיקראָעלעקטראָמעטשאַניקאַל סיסטעמען, נאַנאָטעטשנאָלאָגי און מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט, די נוצן פון מיקראָפלוידיק טשיפּס פֿאַר די דיטעקשאַן פון ינפעקטיאָוס חולאתן איז קעסיידער ינקריסינג [55,96,107,108].גענוי מאַניפּיאַליישאַן פון מיניאַטורע ויסריכט און פלוידס קאַנטריביוץ צו דיאַגנאָסטיק אַקיעראַסי און פּרייַז-יפעקטיוונאַס.דעריבער, פֿאַר ווייַטער אַנטוויקלונג, השתדלות זענען געמאכט צו אַפּטאַמייז און אַפּגרייד די טשיפּס, ריזאַלטינג אין פאַרשידן מיקראָפלוידיק טשיפּס מיט פאַרשידענע סטראַקטשערז און פאַנגקשאַנז.דאָ מיר בעקיצער באַקענען עטלעכע פּראָסט טייפּס פון מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס און פאַרגלייַכן זייער קעראַקטעריסטיקס (פּראָס און קאָנס).אין אַדישאַן, רובֿ פון די ביישפילן ליסטעד אונטן פאָקוס בפֿרט אויף קאַמבאַטינג סאַרס-קאָוו -2.
LOCCs זענען די מערסט פּראָסט מיניאַטוריזעד קאָמפּלעקס אַנאַליסיס סיסטעמען און זייער אַפּעריישאַנז זענען העכסט מיניאַטוריזעד, ינאַגרייטיד, אָטאַמייטיד און פּאַראַלעליזעד פֿון מוסטער ינדזשעקשאַן און צוגרייטונג, לויפן קאָנטראָל און פליסיק דיטעקשאַן [109, 110].ליקווידס זענען מאַניפּיאַלייטיד דורך קערפאַלי דיזיינד דזשיאַמאַטרי און די ינטעראַקשאַן פון פילע גשמיות יפעקץ אַזאַ ווי דרוק גראַדיענץ, קאַפּאַלערי קאַמף, עלעקטראָדינאַמיק, מאַגנעטיק פעלדער און אַקוסטיש כוואליעס [111].LOCC ווייזט ויסגעצייכנט אַדוואַנטאַגעס אין הויך-דורכקייט זיפּונג און קייפל דיטעקשאַן, מיט שנעל אַנאַליסיס גיכקייַט, קליין מוסטער גרייס, נידעריק מאַכט קאַנסאַמשאַן און הויך פאַרוואַלטונג און אָפּעראַציע עפעקטיווקייַט;אָבער, LOCC דעוויסעס זענען זייער יידל, און מאַנופאַקטורינג, פּאַקקאַגינג און ינטערפייסינג.אָבער, מולטיפּלעקסינג און רייוז האָבן ריזיק שוועריקייטן [96].קאַמפּערד מיט אנדערע פּלאַטפאָרמס, LOCC האט יינציק אַדוואַנטידזשיז אין טערמינען פון מאַקסימום אַפּלאַקיישאַן דייווערסיטי און בעסטער טעכנאָלאָגיע קאַמפּאַטאַבילאַטי, אָבער די דיסאַדוואַנטידזשיז זענען אויך קלאָר ווי דער טאָג, ניימלי הויך קאַמפּלעקסיטי און נעבעך ריפּיטאַביליטי.אָפענגיקייַט אויף פונדרויסנדיק פּאַמפּס, וואָס זענען אָפט באַלקי און טייַער, לימאַץ זייער נוצן אין POCT.
בעשאַס די COVID-19 ויסברוך, LOCC באקומען אַ פּלאַץ פון ופמערקזאַמקייט.אין דער זעלביקער צייט, עס זענען עטלעכע נייַ טשיפּס וואָס פאַרבינדן עטלעכע טעקנאַלאַדזשיז.פֿאַר בייַשפּיל, סמאַרטפאָנעס זענען איצט וויידלי געניצט ווי פּאָרטאַטיוו אַנאַליטיקס דעוויסעס און האָבן אַ גרויס פּאָטענציעל פֿאַר LOCC ינאַגריישאַן.Sun et al.[21] פאַבריקייטיד אַ מיקראָפלוידיק שפּאָן וואָס אַלאַוז מולטיפּלעקסינג ספּעציפיש נוקלעיק זויער סיקוואַנסיז פון פינף פּאַטאַדזשאַנז, אַרייַנגערעכנט סאַרס-קאָוו -2, ניצן LAMP און אַנאַלייזד זיי מיט אַ סמאַרטפאָנע ין 1 שעה נאָך דעם סוף פון דער אָפּרוף.ווי אן אנדער בייַשפּיל, Sundah et al.[112] באשאפן אַ מאָלעקולאַר באַשטימען [קאַטאַליטיק אַמפּלאַפאַקיישאַן דורך מאָלעקולאַר יבערגאַנג שטאַט באַשטימען (CATCH)] פֿאַר דירעקט און שפּירעוודיק דיטעקשאַן פון סאַרס-קאָוו -2 רנאַ טאַרגאַץ ניצן סמאַרטפאָנעס. CATCH איז קאַמפּאַטאַבאַל מיט פּאָרטאַטיוו LOCC און אַטשיווז העכער פאָרשטעלונג (בעערעך 8 רנאַ עקזעמפלארן / μל, <1 שעה אין צימער טעמפּעראַטור) [112]. CATCH איז קאַמפּאַטאַבאַל מיט פּאָרטאַטיוו LOCC און אַטשיווז העכער פאָרשטעלונג (בעערעך 8 רנאַ עקזעמפלארן / μל, <1 שעה אין צימער טעמפּעראַטור) [112]. CATCH совместим портативным LOCC и обеспечивает превосходную производительность (примерно 8 копий РИНИНИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИИ. CATCH איז קאַמפּאַטאַבאַל מיט פּאָרטאַטיוו LOCC און גיט ויסגעצייכנט טרופּוט (בעערעך 8 רנאַ עקזעמפלארן / μל; <1 שעה אין צימער טעמפּעראַטור) [112]. CATCH 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 RNA 拷贝/μl；室温下< 1 尀温下 CATCH 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 RNA 拷贝/μl；室温下< 1 尀温下 CATCH PARTY PORT LOCC און אָבלאַדאַד אַ פּאָרטאַטיוו פּאָרטפעל (פֿאַר 8 קאַפּיטאַליז רונקס / 1 פונט) [2] [2] [2] CATCH איז קאַמפּאַטאַבאַל מיט פּאָרטאַטיוו לאָקקס און האט ויסגעצייכנט פאָרשטעלונג (בעערעך 8 רנאַ קאפיעס / μל; <1 שעה אין צימער טעמפּעראַטור) [112].אין אַדישאַן, LOCC דעוויסעס פֿאַר מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס אויך נוצן עטלעכע דרייווינג פאָרסעס אַזאַ ווי וואַקוום, אויסשטרעקן און עלעקטריק פעלדער.קאַנג עט על.[113] דעמאַנסטרייטיד אַ פאַקטיש-צייט, הינטער-שנעל נאַנאָפּלאַזמאַ-אויף-אַ-שפּאָן פּקר פֿאַר גיך און קוואַנטיטאַטיווע דיאַגנאָסיס פון COVID-19 אין דעם פעלד ניצן אַ וואַקוום פּלאַזמאַניק פליסיק פּקר שפּאָן.לי עט על.[114] דערנאָך דעוועלאָפּעד אַ אויסשטרעקן-געטריבן מיקראָפלוידיק שפּאָן וואָס ענייבאַלד די דיאַגנאָסיס פון COVID-19.די פּלאַטפאָרמע ניצט די RT-LAMP אַמפּלאַפאַקיישאַן סיסטעם צו באַשליסן צי אַ מוסטער איז קוואַלאַטייטיוולי positive אָדער נעגאַטיוו.דערנאָך, Ramachandran et al.[115] אַטשיווד צונעמען עלעקטריק פעלד גראַדיענץ ניצן יסאָטאַטשאָפאָרעסיס (יטפּ), אַ סעלעקטיוו יאָן פאָוקיסינג טעכניק ימפּלאַמענאַד אין מיקראָפלוידיקס.מיט ITP, ציל רנאַ פֿון רוי נאַסאָפאַרינגעאַל ווישער סאַמפּאַלז קענען זיין אויטאָמאַטיש פּיוראַפייד.דערנאָך Ramachandran et al.[115] קאַמביינינג דעם ITP רייניקונג מיט ITP-ענכאַנסט לאָמפּ און CRISPR אַסאַסאַז דיטעקטאַד סאַרס-קאָוו -2 אין מענטשלעך נאַסאָפאַרינגעאַל ווישער און קליניש ספּעסאַמאַנז אין וועגן 35 מינוט.אין דערצו, נייַע געדאנקען זענען קעסיידער ימערדזשינג.דזשאַדהאַוו עט על.[116] פארגעלייגט אַ דיאַגנאָסטיק סכעמע באזירט אויף ייבערפלאַך-ענכאַנסט ראַמאַן ספּעקטראַסקאָפּי אין קאָמבינאַציע מיט אַ מיקראָפלוידיק מיטל מיט אָדער ווערטיקלי אָריענטיד גאָלד / זילבער-קאָוטאַד טשאַד נאַנאָטובעס אָדער דיספּאָוזאַבאַל עלעקטראָספּון מיקראָ / נאַנאָטובעס.מעמבראַנע-פאַנגקשאַנאַלייזד געבויט-אין פילטער מיקראָטשאַננעלס זענען דיספּאָוזאַבאַל.דער מיטל אַדסאָרבז ווירוסעס פון פאַרשידן גוף פלוידס / עקסודאַטיאָנס אַזאַ ווי שפּייַעכץ, נאַסאָפאַרינקס און טרערן.אזוי, דער ווירוס טיטער איז שעפעדיק און דער ווירוס קענען זיין אַקיעראַטלי יידענאַפייד דורך די ראַמאַן כסימע.
LOAD איז אַ סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע אין וואָס אַלע פּראַסעסאַז זענען קאַנטראָולד דורך אַ אָפטקייַט פּראָטאָקאָל וואָס ראָוטייץ אַ מיקראָסטרוקטורעד סאַבסטרייט [110].די LOAD מיטל איז קעראַקטערייזד דורך ניצן סענטריפוגאַל קראַפט ווי אַ וויכטיק דרייווינג קראַפט.ליקווידס זענען אויך אונטערטעניק צו קאַפּאַלערי, אוילער און קאָריאָליס פאָרסעס.ניצן אַ סענטריפודזש מיטל, אַנאַליזעס זענען דורכגעקאָכט אין קעסיידערדיק פליסיק אָפּעראַציע פון ​​​​אַ ריידיאַל ינווערד צו אַוטווערד שטעלע, ילימאַנייטינג די נויט פֿאַר נאָך פונדרויסנדיק טובינג, פּאַמפּס, אַקטוייטערז און אַקטיוו וואַלווז.אין קורץ, אַ איין קאָנטראָל אופֿן סימפּלאַפייז אָפּעראַציע.די פאָרסעס אַקטינג אויף די פליסיק אין דער זעלביקער מיקראָפלויד קאַנאַל אין דער זעלביקער ווייַטקייט פון די מאַסע צענטער זענען גלייַך, וואָס מאכט עס מעגלעך צו איבערחזרן די קאַנאַל סטרוקטור.אזוי, LOAD ויסריכט איז סימפּלער און מער שפּאָרעוודיק צו פּלאַן און פּראָדוצירן ווי קאַנווענשאַנאַל LOCC ויסריכט, בשעת די ריאַקשאַנז זענען לאַרגעלי פרייַ און פּאַראַלעליזעד;אָבער, רעכט צו דער הויך מעטשאַניקאַל שטאַרקייַט פון סענטריפוגאַל עקוויפּמענט, בנימצא שפּאָן מאַטעריאַל איז לימיטעד און קליין וואַליומז זענען שווער.צו די מאַשין.אין דער זעלביקער צייט, רובֿ LOAD דעוויסעס זענען דיזיינד בלויז פֿאַר איין נוצן, וואָס איז טייַער פֿאַר גרויס-וואָג דיטעקשאַן [96, 117, 118, 119].
אין די לעצטע דעקאַדעס, LOAD, געהאלטן איינער פון די מערסט פּראַמאַסינג מיקראָפלוידיק דעוויסעס, האט באקומען היפּש ופמערקזאַמקייט פון ריסערטשערז און מאַניאַפאַקטשערערז.אזוי, LOAD האט פארדינט ברייט אַקסעפּטאַנס און איז געניצט פֿאַר מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס פון ינפעקטיאָוס פּאַטאַדזשאַנז [120, 121, 122, 123, 124], ספּעציעל בעשאַס די COVID-19 ויסברוך.צום ביישפּיל, אין די סוף פון 2020, Ji et al.[60] דעמאַנסטרייטיד אַ דירעקט RT-qPCR אַססייַ פֿאַר גיך און אָטאַמייטיד פּאַראַלעל דיטעקשאַן פון סאַרס-קאָוו -2 און ינפלוענציע א און ב ינפעקשאַנז אין האַלדז ווישער ספּעסאַמאַנז.דערנאָך Xiong et al.[74] דערלאנגט אַ LAMP-ינאַגרייטיד דיסקאָיד מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע פֿאַר גיך, פּינטלעך און סיימאַלטייניאַס דיטעקשאַן פון זיבן מענטש רעספּעראַטאָרי קאָראָנאַווירוסעס, אַרייַנגערעכנט סאַרס-קאָוו -2, אין 40 מינוט.אין פרי 2021, de Oliveira et al.[73] דעמאַנסטרייטיד אַ פּאַליסטיירין טאָונער סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק שפּאָן, מאַניואַלי אַפּערייטאַד מיט אַ פינגגערטיפּ ראָטאַטאָר, פֿאַר RT-LAMP מאָלעקולאַר דיאַגנאָסיס פון COVID-19.דערנאָך, Dignan et al.[39] דערלאנגט אַן אָטאַמייטיד פּאָרטאַטיוו סענטריפודזש מיקראָדעוויסעס פֿאַר רייניקונג פון סאַרס-קאָוו -2 רנאַ גלייַך פֿון בוקקאַל ווישער סעקשאַנז.מעדוועד עט על.[53] פארגעלייגט אַן ינלינע סאַרס-קאָוו-2 אַעראָסאָל מוסטערונג סיסטעם מיט אַ קליין באַנד ראָוטייטינג מיקראָפלוידיק פלורעסאַנט שפּאָן מיט אַ דיטעקשאַן שיעור פון 10 עקזעמפלארן / μ ל און אַ מינימום ציקל שוועל פון 15 מינוט.Suarez עט על.[75] לעצטנס געמאלדן די אַנטוויקלונג פון אַ ינאַגרייטיד מאַדזשאַלער סענטריפוגאַל מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע פֿאַר די דירעקט דיטעקשאַן פון סאַרס-קאָוו -2 רנאַ אין היץ-ינאַקטיווייטיד נאַסאָפאַרינגעאַל ווישער סאַמפּאַלז ניצן לאַמפּ.די ביישפילן באַווייַזן די גרויס בענעפיץ און צוזאָג פון LOAD אין די מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס פון COVID-19.
אין 1945, Muller און Clegg [125] ערשטער דערלאנגט מיקראָפלוידיק טשאַנאַלז אויף פּאַפּיר ניצן פילטער פּאַפּיר און פּעראַפאַן.אין 2007, די Whitesides גרופּע [126] באשאפן דער ערשטער פאַנגקשאַנאַל פּאַפּיר פּלאַטפאָרמע פֿאַר פּראָטעין און גלוקאָוס טעסטינג.פּאַפּיר איז געווארן אַ ידעאַל סאַבסטרייט פֿאַר מיקראָפלוידיקס.דער פּאַפּיר האט טאָכיק פּראָפּערטיעס אַזאַ ווי כיידראָופיליסיטי און פּאָרעז סטרוקטור, ויסגעצייכנט ביאָקאָמפּאַטיביליטי, ליכט וואָג, בייגיקייַט, פאָלדאַביליטי, נידעריק פּרייַז, יז פון נוצן און קאַנוויניאַנס.קלאַסיש µPADs צונויפשטעלנ זיך פון כיידראָופיליק / כיידראָפאָביק סטראַקטשערז געבויט אויף פּאַפּיר סאַבסטרייץ.דעפּענדינג אויף די דריי-דימענשאַנאַל סטרוקטור, μPADs קענען זיין צעטיילט אין צוויי-דימענשאַנאַל (2D) און דריי-דימענשאַנאַל (3D) μPADs.2D µPADs זענען געשאפן דורך פאָרמינג כיידראָופאָביק באַונדריז צו פאָרעם מיקראָפלוידיק טשאַנאַלז, בשעת 3D µPADs זענען יוזשאַוואַלי געמאכט פון סטאַקס פון לייַערס פון 2D מיקראָפלוידיק פּאַפּיר, מאל דורך פּאַפּיר פאָלדינג, צעטל טעקניקס, עפענען טשאַנאַלז און 3D דרוקן [96].ייקוויאַס אָדער בייאַלאַדזשיקאַל פלוידס אויף די μPAD זענען בפֿרט קאַנטראָולד דורך קאַפּאַלערי קראַפט אָן אַ פונדרויסנדיק מאַכט מקור, פאַסילאַטייטינג פאַר-סטאָרידזש פון רייידזשאַנץ, מוסטער האַנדלינג און מולטיפּלעקס דיטעקשאַן.אָבער, פּינטלעך לויפן קאָנטראָל און מולטיפּלעקס דיטעקשאַן זענען כאַמפּערד דורך ניט גענוגיק דיטעקשאַן גיכקייַט, סענסיטיוויטי און ריוזאַביליטי [96, 127, 128, 129, 130].
μPAD איז וויידלי פּראָמאָטעד און דעוועלאָפּעד פֿאַר די מאָלעקולאַר דיאַגנאָסיס פון ינפעקטיאָוס חולאתן אַזאַ ווי HCV, HIV און סאַרס-קאָוו -2 [131, 132] ווי אַ ומגעוויינטלעך מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע.פֿאַר סעלעקטיוו און שפּירעוודיק דיטעקשאַן פון HCV, Tengam et al.[133] דעוועלאָפּעד אַ ראָמאַן ביאָסענסאָר באזירט אויף פלורעסאַנט פּאַפּיר ניצן אַ העכסט ספּעציפיש נוקלעיק זויער זאָנד באזירט אויף פּירראָלידיניל פּעפּטייד.נוקלעיק אַסאַדז זענען קאָוואַלענטלי ימאָובאַלייזד אויף טייל אַקסאַדייזד סעליאַלאָוס פּאַפּיר דורך רעדוקטיווע אַלקילאַטיאָן צווישן אַמינאָ גרופּעס און אַלדעכייד גרופּעס, און דיטעקשאַן איז באזירט אויף פלורעסאַנס.די סיגנאַלז קענען זיין לייענען דורך אַ ספּעשלי געמאכט האַמצאָע מיט אַ פּאָרטאַטיוו פלורעסאַנט אַפּאַראַט אין קאָמבינאַציע מיט אַ מאָביל טעלעפאָן אַפּאַראַט.דערנאָך, Lu et al.[134] דיזיינד אַ פּאַפּיר-באזירט פלעקסאַבאַל ילעקטראָוד באזירט אויף ניקאַל / גאָלד נאַנאָפּאַרטיקלעס / טשאַד נאַנאָטובעס / פּאָליוויניל אַלקאָהאָל אָרגאַנאָמעטאַלליק פריימווערק קאַמפּאַזאַץ פֿאַר היוו ציל דיטעקשאַן דורך דנאַ כייברידיזיישאַן ניצן מעטהילענע בלוי ווי אַ דנאַ רעדאָקס גראדן.מער לעצטנס, Chowdury et al.[135] דערלאנגט אַ כייפּאַטעטיקאַל פּלאַטפאָרמע פּלאַן פֿאַר פונט-פון-זאָרגן µPAD טעסטינג ניצן רוי פּאַציענט שפּייַעכץ אין קאָמבינאַציע מיט לאָמפּ און פּאָרטאַטיוו ימידזשינג טעכנאָלאָגיע פֿאַר COVID-19 אַנאַליט דיטעקשאַן.
לאַטעראַל לויפן טעסץ פירן פלוידס דורך קאַפּאַלערי פאָרסעס און קאָנטראָלירן פליסיק באַוועגונג דורך די וועטטאַביליטי און קעראַקטעריסטיקס פון פּאָרעז אָדער מיקראָסטרוקטורעד סאַבסטרייץ.די לאַטעראַל לויפן דעוויסעס צונויפשטעלנ זיך פון מוסטער, קאָנדזשוגאַטע, ינגקיאַבייטער און דיטעקשאַן, און אַבזאָרבאַנט פּאַדס.די נוקלעיק זויער מאַלאַקיולז אין די לפאַ דערקענען ספּעציפיש בינדערס וואָס זענען פאַר-סטאָרד אין די ביינדינג פּלאַץ און בינדן ווי קאַמפּלעקסאַז.ווען די פליסיק פּאַסיז דורך די ינגקיוביישאַן און דיטעקשאַן פּלאַטעס, די קאַמפּלעקסאַז זענען קאַפּטשערד דורך די כאַפּן מאַלאַקיולז אויף די פּראָבע און קאָנטראָל שורות, וואָס ווייַזן רעזולטאַטן וואָס קענען זיין לייענען גלייַך צו די נאַקעט אויג.טיפּיקאַללי, LFA קענען זיין געענדיקט אין 2-15 מינוט, וואָס איז פאַסטער ווי טראדיציאנעלן ופדעקונג.רעכט צו דער ספּעציעל מעקאַניזאַם, LFA ריקווייערז ווייניק אַפּעריישאַנז און טוט נישט דאַרפן נאָך ויסריכט, וואָס מאכט עס זייער באַניצער-פרייַנדלעך.עס איז גרינג צו פּראָדוצירן און מיניאַטוריזע, און די פּרייַז פון פּאַפּיר-באזירט סאַבסטרייץ איז נידעריקער.אָבער, עס איז בלויז געניצט פֿאַר קוואַליטאַטיווע אַנאַליסיס, און קוואַנטיטאַטיווע דיטעקשאַן איז זייער שווער, און די מולטיפּלעקסינג פיייקייט און טרופּוט זענען זייער לימיטעד, און בלויז איין גענוג נוקלעיק זויער קענען זיין דיטעקטאַד אין אַ צייט [96,110,127].
כאָטש רובֿ אַפּלאַקיישאַנז פון לפאַ זענען פאָוקיסט אויף ימיונאָואַססיז, די נוצן פון לפאַ פֿאַר מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס אין מיקראָפלוידיק טשיפּס איז אויך עפעקטיוו און פאָלקס [136].אין דעם פאַל פון העפּאַטיטיס ב ווירוס, היוו און סאַרס-קאָוו -2 לפאַ גאָנג עט על.[137] פארגעלייגט אַ אַרויף-קאַנווערזשאַן נאַנאָפּאַרטיקלע לפאַ פּלאַטפאָרמע און דעמאַנסטרייטיד די ווערסאַטילאַטי פון דעם מיניאַטוריזעד און פּאָרטאַטיוו פּלאַטפאָרמע דורך שפּירעוודיק און קוואַנטיטאַטיווע דיטעקשאַן פון קייפל טאַרגאַץ אַזאַ ווי HBV נוקלעיק זויער.אין דערצו, Fu et al.[138] דעמאַנסטרייטיד אַ ראָמאַן לפאַ באזירט אויף ייבערפלאַך-ענכאַנסט ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּי פֿאַר די קוואַנטיטאַטיווע אַנאַליסיס פון HIV-1 דנאַ אין נידעריק קאַנסאַנטריישאַנז.פֿאַר גיך און שפּירעוודיק דיטעקשאַן פון סאַרס-קאָוו -2, Liu et al.[85] דעוועלאָפּעד אַ מיקראָפלוידיק-ינאַגרייטיד רפּאַ לאַטעראַל לויפן אַנאַליסיס דורך קאַמביינינג RT-RPA און אַ וניווערסאַל לאַטעראַל לויפן דיטעקשאַן סיסטעם אין אַ איין מיקראָפלוידיק סיסטעם.
די אַפּלאַקיישאַן פון פאַרשידן מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמס וועריז דיפּענדינג אויף ספּעציפיש שטודיום, מיט פול מייַלע פון ​​די קייפּאַבילאַטיז און אַדוואַנטידזשיז פון די פּלאַטפאָרמס.מיט אַפאָרדאַבאַל וואַלווז, פּאַמפּס און דאַקץ, LOCC איז די מערסט פולשטענדיק פּלאַטפאָרמע פֿאַר אַפּלאַקיישאַן דייווערסיטי און ינטעראָפּעראַביליטי מיט די גרעסטע פּלאַץ פֿאַר אַנטוויקלונג.דעריבער, מיר האָפן און רעקאָמענדירן אַז די נואַסט שטודיום זענען דורכגעקאָכט אין LOCC ווי אַ ערשטער פּרווון און אַז די באדינגונגען זאָל זיין אָפּטימיזעד.אין דערצו, מער עפעקטיוו און פּינטלעך מעטהאָדס זענען דערוואַרט צו זיין דיסקאַווערד און געוויינט אין די סיסטעם.LOAD יקסעלז אין גענוי קאָנטראָל פון פלוידס פון יגזיסטינג LOCC דעוויסעס און דעמאַנסטרייץ יינציק אַדוואַנטידזשיז אין איין דרייווז דורך סענטריפוגאַל קראַפט אָן די נויט פֿאַר פונדרויסנדיק דרייווז, בשעת פּאַראַלעל רעספּאָנסעס קענען זיין באַזונדער און סינגקראַנייזד.אזוי, אין דער צוקונפֿט, LOAD וועט ווערן די הויפּט מיקראָפלוידיק פּלאַטפאָרמע מיט ווייניקער מאַנואַל אַפּעריישאַנז און מער דערוואַקסן און אָטאַמייטיד טעקנאַלאַדזשיז.די µPAD פּלאַטפאָרמע קאַמביינז די בענעפיץ פון LOCC און פּאַפּיר באזירט מאַטעריאַלס פֿאַר נידעריק פּרייַז, איין נוצן דיאַגנאָסטיקס.דעריבער, צוקונפֿט אַנטוויקלונג זאָל פאָקוס אויף באַקוועם און געזונט-געגרינדעט טעקנאַלאַדזשיז.אין אַדישאַן, די לפאַ איז געזונט פּאַסיק פֿאַר נאַקעט אויג דיטעקשאַן, פּראַמאַסינג צו רעדוצירן מוסטער קאַנסאַמשאַן און פאַרגיכערן דיטעקשאַן.א דיטיילד פּלאַטפאָרמע פאַרגלייַך איז געוויזן אין טאַבלע 2.
דיגיטאַל אַנאַליזעס טיילן די מוסטער אין פילע מיקראָרעאַקטאָרס, יעדער פון וואָס כּולל אַ דיסקרעטע נומער פון ציל מאַלאַקיולז [139, 140].דיגיטאַל אַססעס פאָרשלאָגן באַטייַטיק אַדוואַנטידזשיז פֿאַר פּערפאָרמינג אַבסאָלוט קוואַנטיטאַטיאָן דורך דורכפירן טויזנטער פון פּאַראַלעל בייאָוקעמיקאַל יקספּעראַמאַנץ סיימאַלטייניאַסלי און ינדיווידזשואַלי אין מייקראַן וואָג קאַמפּאַרטמאַנץ אלא ווי אין אַ קעסיידערדיק פאַסע.קאַמפּערד מיט טראדיציאנעלן מיקראָפלוידיקס, אָפּטייל ריאַקשאַנז קענען רעדוצירן מוסטער באַנד, פאַרגרעסערן אָפּרוף עפעקטיווקייַט און זיין לייכט ינאַגרייטיד מיט אנדערע אַנאַליטיקאַל מעטהאָדס אָן די נויט פֿאַר טשאַנאַלז, פּאַמפּס, וואַלווז און סאָליד דיזיינז [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 ] .די פאלגענדע צוויי מעטהאָדס זענען געניצט אין דיגיטאַל אַססעס צו דערגרייכן מונדיר און פּינטלעך צעשיידונג פון סאַלושאַנז, אַרייַנגערעכנט רייידזשאַנץ און סאַמפּאַלז אַזאַ ווי סעלז, נוקלעיק אַסאַדז און אנדערע פּאַרטיקאַלז אָדער מאַלאַקיולז: (1) קאַפּ עמולסיאָנס ניצן די ינסטאַביליטי פון פליסיק צובינד;(2) מענגע אָפּטייל איז געפירט אויס דורך די דזשיאַמעטריק קאַנסטריינץ פון די מיטל.אין דער ערשטער אופֿן, דראַפּלאַץ מיט רייידזשאַנץ און סאַמפּאַלז אין מיקראָטשאַננעלס קענען זיין באשאפן דורך פּאַסיוו מעטהאָדס אַזאַ ווי קאָ-קראַנט, קראָספלאָוו, לויפן פאָוקיסינג, סטיידזשד עמולסאַפאַקיישאַן, מיקראָטשאַננעל עמולסאַפאַקיישאַן און מעמבריינז דורך וויסקאַס שערן פאָרסעס און עמולסאַפאַקיישאַן מיט קאַנאַל טוישן.לאָוקאַלאַזיישאַן [143, 145, 146, 148, 149] אָדער ניצן אַקטיוו מעטהאָדס [150, 151], וואָס ינטראָודוסט נאָך ענערגיע דורך עלעקטריקאַל, מאַגנעטיק, טערמאַל און מעטשאַניקאַל קאָנטראָל.אין די יענער צוגאַנג, די בעסטער פליסיק באַנד יונאַפאָרמאַטי אין מיקראָפלוידיק טשיימבערז איז שערד דורך בעכעסקעם ספּיישאַל סטראַקטשערז פון דער זעלביקער גרייס, אַזאַ ווי מיקראָפּיץ און ייבערפלאַך ערייז [152,153,154].נאָוטאַבלי, דראַפּלאַץ זענען הויפּט לויפן סעקשאַנז וואָס קענען אויך זיין דזשענערייטאַד און מאַניפּיאַלייטיד אויף ילעקטראָוד ערייז באזירט אויף דיגיטאַל מיקראָפלוידיקס (DMF).עלעקטראָוועטינג פון דיעלעקטריקס איז איינער פון די בעסטער געלערנט דמף טיריז, זינט עלעקטראָוועטינג פון דיעלעקטריקס אַלאַוז גענוי מאַניפּיאַליישאַן פון יחיד טראפנס, קאַנטראָולינג די פאָרעם פון די פליסיק און אַסיממעטריק עלעקטריקאַל סיגנאַלז וואָס פאָרן דורך פאַרשידענע זייטן [141, 144].די הויפּט אַפּעריישאַנז מיט דראַפּלאַץ אין DMF אַרייַננעמען סאָרטינג, ספּליטינג און מערדזשינג [151, 155, 156], וואָס קענען זיין געווענדט אין פאַרשידן פעלדער פון אַנאַליסיס, ספּעציעל אין מאָלעקולאַר דיטעקשאַן [157, 158, 159].
דיגיטאַל נוקלעיק זויער דיטעקשאַן איז אַ דריט-דור מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיק טעכנאָלאָגיע נאָך קאַנווענשאַנאַל פּקר און קוואַנטיטאַטיווע פאַקטיש-צייט פּקר (קפּקר), אין פּאַראַלעל מיט הויך-טראַפּוט סיקוואַנסינג און פליסיק ביאָפּסי.אין די לעצטע צוויי יאָרצענדלינג, דיגיטאַל נוקלעיק אַסאַדז האָבן ראַפּאַדלי דעוועלאָפּעד אין די פעלד פון מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס פון ינפעקטיאָוס פּאַטאַדזשאַנז [160, 161, 162].אַבסאָלוט קוואַנטיפיקאַטיאָן פון דיגיטאַל נוקלעיק זויער דיטעקשאַן הייבט מיט פּאַקינג סאַמפּאַלז און רייידזשאַנץ אין יחיד קאַמפּאַרטמאַנץ צו ענשור אַז יעדער ציל סיקוואַנס האט די זעלבע מאַשמאָעס צו אַרייַן יעדער יחיד אָפּטייל.טהעאָרעטיקאַללי, יעדער אָפּטיילונג קען זיין אַסיינד קייפל ציל סיקוואַנסיז, אָדער עס קען נישט זיין אַ פרייַ מיקראָרעאַקטיאָן סיסטעם.דורך די פאַרשידן סענסינג מעקאַניזאַמז דיסקרייבד אויבן, קאַמפּאַרטמאַנץ מיט מייקראָוביאַל ציל סיקוואַנסיז וואָס דזשענערייט סיגנאַלז העכער אַ זיכער שוועל קענען זיין וויזשוואַלייזד מיט די נאַקעט אויג אָדער דורך אַ מאַשין און זענען לייבאַלד ווי positive, בשעת אנדערע קאַמפּאַרטמאַנץ וואָס דזשענערייט סיגנאַלז אונטער די שוועל זענען לייבאַלד ווי positive. .נעגאַטיוו אָנעס, וואָס מאַכן די סיגנאַל פֿאַר יעדער אָפּטיילונג אַ בוליאַן.אזוי, דורך קאַלקיאַלייטינג די נומער פון קאַמפּאַרטמאַנץ באשאפן און די קורס פון positive רעזולטאַטן נאָך דער אָפּרוף, די אָריגינעל קאָפּיעס פון די פּראָבע סאַמפּאַלז קענען זיין מאַטשט מיט די פּאָיססאָן פאַרשפּרייטונג פאָרמולע אָן די נויט פֿאַר אַ נאָרמאַל ויסבייג, וואָס איז פארלאנגט פֿאַר רוטין קוואַנטיטאַטיווע אַנאַליזעס אַזאַ ווי ווי qPCR.[163] קאַמפּערד מיט טראדיציאנעלן מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיק מעטהאָדס, דיגיטאַל נוקלעיק זויער דיטעקשאַן האט אַ העכער גראַד פון אָטאַמיישאַן, העכער אַנאַליסיס גיכקייַט און סענסיטיוויטי, ווייניקערע רייידזשאַנץ, ווייניקער קאַנטאַמאַניישאַן און סימפּלער פּלאַן און פּראָדוצירן.פֿאַר די סיבות, די נוצן פון דיגיטאַל אַסאַסאַז, ספּעציעל קאַפּ-באזירט מעטהאָדס, פֿאַר מאָלעקולאַר דיאַגנאָסטיקס, קאַמביינינג אַמפּלאַפאַקיישאַן און סיגנאַל רידאַוט טעקניקס, איז געזונט געלערנט בעשאַס די קריטיש ויסברוך פון סאַרס-קאָוו -2.פֿאַר בייַשפּיל, Yin et al.[164] קאַמביינד דראַפּלאַט דיגיטאַל און שנעל פּקר מעטהאָדס צו דעטעקט די ORF1ab, N, און RNase P גענעס אין סאַרס-קאָוו -2 אין אַ מיקראָפלוידיק שפּאָן.נאָוטאַבלי, די סיסטעם איז ביכולת צו ידענטיפיצירן אַ positive סיגנאַל אין 115 סעקונדעס, וואָס איז פאַסטער ווי קאַנווענשאַנאַל פּקר, וואָס ינדיקייץ זייַן יפעקטיוונאַס אין פונט-פון-זאָרגן דיטעקשאַן (פיגורע 7 אַ).דאָנג עט על.[165], Sow et al.[157], טשען עט על.[166] און אַלטערי עט על.[167] אויך געווענדט דראַפּלאַט דיגיטאַל פּקר (דדפּקר) צו דעטעקט סאַרס-קאָוו -2 אין אַ מיקראָפלוידיק סיסטעם מיט ימפּרעסיוו רעזולטאַטן.צו ווייַטער פֿאַרבעסערן די דיטעקשאַן קורס, Shen et al.[168] אַטשיווד דדPCR-באזירט שפּאָן ימאַגינג אין ווי קליין ווי 15 ס אָן די נוצן פון בילד סטיטשינג טעקניקס, ספּידינג די ddPCR טעכנאָלאָגיע פּראָצעס פון לאַב צו אַפּלאַקיישאַן.ניט בלויז טערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן מעטהאָדס אַזאַ ווי פּקר זענען געווענדט, אָבער אויך יסאָטהערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן מעטהאָדס זענען געניצט צו פאַרפּאָשעטערן אָפּרוף טנאָים און שנעל ענטפער.לו עט על.[71] דעוועלאָפּעד SlipChip פֿאַר דראַפּלאַץ אַנאַליסיס, וואָס איז ביכולת צו דזשענערייט דראַפּלאַץ פון פאַרשידן סיזעס אין הויך געדיכטקייַט אין איין שריט און קוואַנטיפייינג סאַרס-קאָוו -2 נוקלעיק אַסאַדז ניצן דיגיטאַל לאָמפּ (פיגורע 7 ב).ווי אַ ראַפּאַדלי יוואַלווינג טעכנאָלאָגיע, CRISPR קענען אויך שפּילן אַ וויכטיק ראָלע אין דיגיטאַל נוקלעיק זויער דיטעקשאַן דורך באַקוועם קאָלאָרימעטריק ימידזשינג אָן די נויט פֿאַר נאָך נוקלעיק זויער סטאַינס.אַקערמאַן עט על.דעוועלאָפּעד אַ קאָמבינאַטאָריאַל מאַטריץ אָפּרוף פֿאַר מולטיפּלעקס אפשאצונג פון נוקלעיק אַסאַדז.[158] דיטעקטאַד 169 מענטש-פֿאַרבונדן ווירוסעס, אַרייַנגערעכנט סאַרס-קאָוו -2, אין דראַפּלאַץ מיט CRISPR-Cas13-באזירט נוקלעיק זויער דיטעקשאַן רייידזשאַנץ אין אַ מיקראָוועל אַסייַ (פיגורע 7 ק).אין אַדישאַן, יסאָטהערמאַל אַמפּלאַפאַקיישאַן און CRISPR טעכנאָלאָגיע קענען זיין געוויינט אין דער זעלביקער סיסטעם צו פאַרבינדן די בענעפיץ פון ביידע.פּאַרק עט על.[169] א CRISPR / Cas12a דיגיטאַל אַססיי איז דעוועלאָפּעד אין אַ געשעפט מיקראָפלוידיק שפּאָן פֿאַר די דיטעקשאַן פון יקסטראַקטיד און היץ-געהרגעט סאַרס-קאָוו-2 באזירט אויף אַ איין-בינע RT-RPA מיט אַ קירצער און העכער סיגנאַל-צו-הינטערגראָונד דיטעקשאַן. צייט פאַרהעלטעניש., ברייט דינאַמיש קייט און בעסער סענסיטיוויטי (פיגורע 7 ד).עטלעכע דיסקריפּשאַנז פון די ביישפילן זענען געגעבן אין טיש 3.
טיפּיש דיגיטאַל פּלאַטפאָרמע פֿאַר דיטעקשאַן פון נוקלעיק זויער.אַ גיך דיגיטאַל פּקר וואָרקפלאָוו באשטייט פון פיר שליסל סטעפּס: מוסטער צוגרייטונג, פאַרשפּרייטונג פון די אָפּרוף געמיש, אַמפּלאַפאַקיישאַן פּראָצעס און ציל קוואַנטאַפאַקיישאַן (צוגעפאסט פֿון [164]).ב סכעמאַטיש ווייזונג אַנאַליסיס פון SlipChip דראַפּלאַץ פֿאַר דראַפּלאַט פאָרמירונג אין הויך געדיכטקייַט (צוגעפאסט פֿון [71]).c CARMEN-Cas וואָרקפלאָוו דיאַגראַמע13 (אַדאַפּטיד פֿון [158]).ד איבערבליק פון אַוואַנסירטע דיגיטאַל ווירוס דיטעקשאַן מיט CRISPR / Cas אין איין טאָפּ (צוגעפאסט פֿון [169]).W/O וואַסער-אין-בוימל, פּאָלידימעטהילסיאָקסאַנע פּדמס, פּקר פּאָלימעראַסע קייט רעאַקציע, DAQ דאַטן זאַמלונג, PID פּראַפּאָרשאַנאַל ינטאַגראַל דעריוואַט, CARMEN קאָמבינאַטאָריאַל מאַטריץ אָפּרוף פֿאַר מולטיפּלעקס נוקלעיק זויער אפשאצונג, סאַרס-קאָוו -2, שטרענג אַקוטע רעספּעראַטאָרי סינדראָום, קאָראָנאַווירוס 2, RT אַמפּלאַפאַקיישאַן פון פאַרקערט טראַנסקריפּטאַסע רעקאָמבינאַסע פּאָלימעראַסע-רפּאַ, S / B סיגנאַל אין דער הינטערגרונט