Strategjitë tradicionale diagnostikuese për zbulimin e sëmundjeve infektive kërkojnë përdorimin e instrumenteve të tavolinës që nuk janë të përshtatshme për testimin në pikën e kujdesit (POCT).Microfluidics në zhvillim është një teknologji shumë e miniaturizuar, e automatizuar dhe e integruar që është një alternativë e mundshme ndaj metodave tradicionale për diagnostikim të shpejtë, me kosto të ulët dhe të saktë në vend.Metodat e diagnostikimit molekular përdoren gjerësisht në pajisjet mikrofluidike si metodat më efektive për zbulimin e patogjenit.Ky përmbledhje përmbledh përparimet e fundit në diagnostikimin molekular me bazë mikrofluidike të sëmundjeve infektive si nga këndvështrimi akademik ashtu edhe nga ai industrial.Së pari, ne përshkruajmë një përpunim tipik në çip të acideve nukleike, duke përfshirë trajtimin paraprak të mostrës, amplifikimin dhe leximin e sinjalit.Më pas krahasohen karakteristikat, avantazhet dhe disavantazhet e katër llojeve të platformave mikrofluidike.Më pas, ne do të diskutojmë përdorimin e analizave dixhitale për përcaktimin e sasisë absolute të acideve nukleike.Pajisjet diagnostike molekulare me bazë mikrofluidike komerciale klasike dhe ato të kohëve të fundit janë përmbledhur si dëshmi e gjendjes aktuale të tregut.Së fundi, ne propozojmë drejtimet e ardhshme për diagnostikimin mikrofluidik të sëmundjeve infektive.
Sëmundjet infektive shkaktohen nga patogjenë, duke përfshirë bakteret, viruset dhe parazitët, të cilët janë të shpërndarë në të gjithë botën.Ndryshe nga sëmundjet e tjera, patogjenët infektohen shpejt dhe përhapen midis njerëzve dhe kafshëve pritëse përmes inokulimit, ajrit dhe ujit [1].Parandalimi i sëmundjeve infektive është kritike si masë e shëndetit publik.Tre strategji kryesore për luftimin e sëmundjeve infektive: (1) kontrolli i burimit të infeksionit;(2) ndërprerja e rrugës së transmetimit;(3) mbrojtja e popullatave të ndjeshme.Ndër strategjitë kryesore, kontrolli i burimit të infeksionit konsiderohet si strategjia më e rëndësishme për shkak të komoditetit dhe kostos së ulët.Diagnoza e shpejtë, izolimi dhe trajtimi i individëve të infektuar janë kritike, duke kërkuar strategji të shpejta, të ndjeshme dhe të sakta diagnostike [2].Diagnoza aktuale e sëmundjeve infektive zakonisht kombinon ekzaminimin klinik bazuar në shenjat dhe simptomat dhe studimet laboratorike si kultura e qelizave dhe diagnostikimi molekular, të cilat kërkojnë personel të trajnuar, procedura intensive të punës dhe pajisje të shtrenjta testimi [3, 4].Parandalimi i shpërthimeve të sëmundjeve infektive kërkon një diagnozë lokale të shpejtë, të lirë dhe të saktë, veçanërisht në zonat me burime të kufizuara ku sëmundjet infektive janë të zakonshme dhe të rënda [5], si dhe trajtim në shkretëtirë ose në fushën e betejës, ku urgjencat janë të paparashikueshme..kujdesi mjekësor është i kufizuar [6].Në këtë kontekst, mikrofluidika është një teknologji që kombinon teknologjitë e sistemeve mikroelektromekanike, nanoteknologjinë ose shkencën e materialeve për manipulimin e saktë të lëngjeve [7,8,9,10], duke ofruar mundësi të reja për zbulimin e pikës së kujdesit (POCT).) agjentët infektivë jashtë spitaleve dhe laboratorëve.Krahasuar me diagnostikimin tradicional që kërkon shumë kohë, teknologjia mikrofluidike ofron kursime të mostrave dhe kostove për diagnostikimin molekular gjatë shpërthimeve të sëmundjeve.Përhapja globale e sëmundjes së koronavirusit 2019 (COVID-19) shkaktohet nga sindroma e rëndë akute e frymëmarrjes koronavirus 2 (SARS-CoV-2), kështu që rëndësia e mikrofluidëve për parandalimin dhe kontrollin në kohë të pandemisë theksohet përsëri [11, 12 , 13].Ndryshe nga diagnostifikimi tradicional, POCT mikrofluidike përdor pajisje të vogla portative që variojnë nga analizuesit e tavolinës deri te shiritat e vegjël të provës anësore për të testuar pranë pikës së marrjes së mostrave [14].Këto teste përmbajnë përgatitje të thjeshtë ose aspak të mostrës, përforcim të shpejtë të sinjalit dhe lexime të ndjeshme të sinjalit që rezultojnë në kohëzgjatje të shkurtër dhe rezultate të sakta brenda disa minutave.Disponueshmëria dhe prodhimi masiv i instrumenteve të kujdesit shëndetësor me bazë mikrofluidike kanë zgjeruar aplikimet e tyre me kosto efektive dhe të drejtpërdrejta diagnostikuese jashtë spitalit, pranë pacientit dhe madje edhe në shtëpi.
Ndër strategjitë ekzistuese për diagnostikimin e sëmundjeve infektive, diagnostikimi molekular është një nga më të ndjeshmet [15, 16].Përveç kësaj, diagnostikimi molekular shpesh përdoret si standardi i artë për zbulimin e vazhdueshëm të COVID-19, duke lejuar zbulimin e drejtpërdrejtë të rajoneve specifike të virusit të ARN ose ADN-së përpara fillimit të një përgjigje imune [17, 18].Në rishikimin aktual, ne paraqesim përparimet më të fundit në proceset diagnostike molekulare të bazuara në mikrofluidikë për sëmundjet infektive, nga një këndvështrim akademik në perspektivat e ardhshme industriale (Fig. 1).Ne do të fillojmë me tre hapa kyç në zbulimin e acidit nukleik: para-trajtimi i mostrës në çip, amplifikimi i acidit nukleik dhe leximi i sinjalit.Më pas krahasuam lloje të ndryshme platformash mikrofluidike me strukturën dhe funksionin e tyre, duke treguar karakteristika unike (përparësitë dhe dobësitë).Zbulimi dixhital i acidit nukleik diskutohet më tej dhe jepet si shembull i një teknologjie të gjeneratës së tretë për kuantifikimin absolut të molekulave patogjene infektive.Përveç kësaj, do të prezantohen disa pajisje komerciale tipike dhe më të fundit POCT për të demonstruar gjendjen aktuale të tregut mikrofluidik POCT për diagnostikimin molekular.Ne gjithashtu do të diskutojmë dhe shpjegojmë vizionin tonë për aplikimet e ardhshme.
Modulet e çipave mikrofluidikë për zbulimin e acidit nukleik mund të ndahen në tre kategori (kampionimi, njohja dhe sinjalizimi) sipas funksioneve të tyre [19].Ndër këto module, moduli i kampionimit realizon kryesisht lizën e mostrës dhe nxjerrjen e acidit nukleik.Moduli i sensorit kontrollon kryesisht konvertimin dhe amplifikimin e sinjaleve të acidit nukleik.Moduli i sinjalizimit zbulon sinjalin e konvertuar dhe të përpunuar nga moduli sensor.Bazuar në procesin e zbulimit të acideve nukleike në një çip, ne do të përmbledhim çipat e ndryshëm që mund të realizojnë funksionin "hyrje dhe dalje".
Hapi i parë në zbulimin e acidit nukleik është nxjerrja e acidit nukleik, pra izolimi i acidit nukleik të synuar nga kampioni origjinal.Nxjerrja e acidit nukleik kryhet për të pastruar acidet nukleike nga ndotës të tjerë molekularë, për të siguruar integritetin e strukturës primare të molekulave të acidit nukleik dhe për të optimizuar rezultatet.Nxjerrja e acidit nukleik kërkon lizën e nevojshme të mostrës dhe kapjen e acidit nukleik, cilësia dhe efikasiteti i të cilave kanë një ndikim të madh në rezultatet e hulumtimit dhe diagnostikimit.Çdo efekt anësor delikat gjatë nxjerrjes mund të kufizojë zbulimin e mëtejshëm.Për shembull, metodat e reaksionit zinxhir polimerazë (PCR) dhe amplifikimit izotermik të lakut (LAMP) frenohen nga disa tretës organikë të mbetur si etanoli dhe izopropanoli në reagentët e izolimit të acidit nukleik [20].Nxjerrja e lëngët-lëng dhe ekstraktimi në fazë të ngurtë janë metodat më të njohura për izolimin e acideve nukleike [21], megjithatë, nxjerrja e lëngshme-lëng në një çip është jashtëzakonisht e kufizuar, pasi reagentët e përdorur në nxjerrjen e lëngët-lëng shkaktojnë korrozionin e shumicës së patate të skuqura mikrofluidike .Këtu, ne theksojmë metodat e nxjerrjes së fazës së ngurtë të bazuar në mikrovarg dhe krahasojmë avantazhet dhe disavantazhet e tyre.
Silici është një material substrati i pajtueshëm me acidet nukleike për shkak të biokompatibilitetit, stabilitetit dhe lehtësisë së modifikimit [22].E rëndësishmja, kur modifikohet me silicë ose materiale të tjera, ky kompozit shfaq veti për të përthithur acidet nukleike të ngarkuara negativisht në kushte pH të ulët dhe të lartë të kripës, ndërsa elurat me pH të lartë dhe solucione kripe të ulëta.Bazuar në këtë fenomen, është e mundur të pastrohet acidi nukleik.
Forma të ndryshme të materialeve me bazë silicë janë përdorur për nxjerrjen e acidit nukleik në mikrofluidikë, të tilla si rruaza silicë, pluhurat, filtrat e mikrofibrave dhe membranat silicë [23, 24, 25, 26].Në varësi të vetive të materialit, materialet me bazë silikoni mund të përdoren në mikroqarqe në mënyra të ndryshme.Për shembull, granula silicë, pluhurat dhe nanofiltrat komercialë thjesht mund të vendosen në poret ose mikrokanalet e çipave mikrofluidike dhe të ndihmojnë në nxjerrjen e acideve nukleike nga mostrat [27, 28, 29].Membranat silicë të modifikuar në sipërfaqe mund të përdoren gjithashtu për të pastruar me shpejtësi ADN-në nga patogjenët me kosto të ulët.Për shembull, Wang et al.[30] Duke kombinuar reaksionet e amplifikimit denatyrues me shkëmbimin e zinxhirit të ndërmjetësuar nga vezikulat me membranat silicë të veshura me oligosakaride kitozane, u prezantua një sistem portativ i gjithanshëm që zbuloi me sukses 102-108 njësi formuese të kolonive.(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., dhe prania e virusit ishte lehtësisht e dukshme.Powell et al.[31] Mikrovargjet me bazë silikoni u përdorën më pas për të zbuluar virusin e hepatitit C (HCV), virusin e mungesës së imunitetit të njeriut (HIV), virusin Zika dhe papillomavirusin njerëzor dhe përhapjen automatike, në të cilën u zhvillua një mikroreaktor i përdredhur 1.3 μl për të kapur viruset ARN.dhe kryejnë amplifikimin në vend.Përveç këtyre metodave, mikrokolonat silicë të modifikuara në sipërfaqe luajnë gjithashtu një rol kyç në nxjerrjen e acidit nukleik, pasi gjeometria dhe vetitë e materialit modifikues rrisin shumë efikasitetin e nxjerrjes.Chen et al.[32] propozoi një platformë mikrofluidike për izolimin e ARN-së me përqendrim të ulët të bazuar në mikrokolona silikoni të veshura me amino.Kjo pajisje mikrofluidike integron një grup mikroshtyllash 0,25 cm2 në një nënshtresë silikoni për të arritur efikasitet më të lartë të nxjerrjes përmes një dizajni të lartë të raportit të sipërfaqes ndaj vëllimit.Avantazhi i këtij dizajni është se pajisja mikrofluidike mund të arrijë deri në 95% efikasitet të nxjerrjes së acidit nukleik.Këto strategji të bazuara në silikon demonstrojnë vlerën e izolimit të shpejtë të acideve nukleike me kosto të ulët.Në kombinim me çipat mikrofluidikë, strategjitë e nxjerrjes me bazë silikoni jo vetëm që mund të rrisin efikasitetin e zbulimit të acidit nukleik, por gjithashtu të lehtësojnë miniaturizimin dhe integrimin e pajisjeve analitike [20].
Metodat e ndarjes magnetike përdorin grimcat magnetike për të izoluar acidet nukleike në prani të një fushe magnetike të jashtme.Grimcat magnetike të përdorura zakonisht përfshijnë grimcat magnetike Fe3O4 ose γ-Fe2O3 të veshura me silicë, amino dhe karboksil [33,34,35,36].Tipari dallues i grimcave magnetike në krahasim me metodat SPE me bazë silikoni është lehtësia e manipulimit dhe kontrollit me magnet të jashtëm.
Duke përdorur ndërveprimin elektrostatik midis acideve nukleike dhe silicës, në kushte të kripës së lartë dhe pH të ulët, acidet nukleike thithen në sipërfaqen e grimcave magnetike të veshura me silicë, ndërsa në kushte kripe të ulët dhe pH të lartë, molekulat mund të lahen. përsëri..Rruazat magnetike të veshura me silicë bëjnë të mundur nxjerrjen e ADN-së nga mostrat me vëllim të madh (400 μL) duke përdorur lëvizje të kontrolluar magnetikisht [37].Si demonstrim, Rodriguez-Mateos et al.[38] përdori magnet të sintonizueshëm për të kontrolluar transferimin e rruazave magnetike në dhoma të ndryshme.Bazuar në grimcat magnetike të veshura me silicë, 470 kopje/mL të ARN gjenomike SARS-CoV-2 mund të nxirren nga mostrat e ujërave të zeza për zbulimin e transkriptimit të kundërt LAMP (RT-LAMP) dhe përgjigja mund të lexohet brenda 1 ore.sy të lirë (Fig. 2a).
Pajisjet e bazuara në materiale magnetike dhe poroze.Diagrami konceptual i pajisjes mikrofluidike IFAST RT-LAMP për zbulimin e ARN-së SARS-CoV-2 (përshtatur nga [38]).b Pajisja mikro centrifugale për dSPE të acidit nukleik të shtupës bukale (përshtatur nga [39]).c Përqendrues kampioni i integruar vetë-fuqishëm duke përdorur një kartë FTA® (përshtatur nga [50]).d Letër filtri Fusion 5 e modifikuar me chitosan (përshtatur nga [51]).SARS-CoV-2 me sindromën e rëndë akute të frymëmarrjes koronavirus 2, amplifikim izotermik i ndërmjetësuar nga unaza e transkriptimit të kundërt RT-LAMP, partnerë të teknologjisë së gjetësve të FTA, acidi nukleik NA
Grimcat magnetike të ngarkuara pozitivisht janë ideale për bashkimin e shtyllës kurrizore fosfatike të një acidi nukleik.Në një përqendrim të caktuar të kripës, grupet fosfate të ngarkuara negativisht të acideve nukleike mund të ngarkohen pozitivisht në sipërfaqen e grimcave të përbërë magnetike.Prandaj, nanogrimcat magnetike me një sipërfaqe të ashpër dhe një densitet të lartë të grupeve amino u zhvilluan për nxjerrjen e acideve nukleike.Pas ndarjes dhe bllokimit magnetik, nanogrimcat magnetike dhe komplekset e ADN-së mund të përdoren drejtpërdrejt në PCR, gjë që eliminon nevojën për operacione të pastrimit dhe elucionit kompleks dhe që kërkojnë kohë [35].Nanogrimcat magnetike të veshura me grupe karboksile negative janë përdorur gjithashtu për të ndarë acidet nukleike të përthithura në sipërfaqe në zgjidhje të polietilen glikolit dhe klorur natriumi me përqendrim të lartë [36].Me këto rruaza magnetike të modifikuara në sipërfaqe, nxjerrja e ADN-së është e pajtueshme me amplifikimin pasues.Dignan et al.[39] përshkroi një platformë mikrofluidike centrifugale të automatizuar dhe portative për trajtimin paraprak të acidit nukleik, duke lejuar personelin jo-teknik ta përdorë atë në vend.Përveç kësaj, përputhshmëria e ADN-së së izoluar me LAMP, një metodë e përshtatshme për analizën e acidit nukleik në pikën e kujdesit, tregon më tej kërkesat minimale të pajisjeve dhe përshtatshmërinë për analizat kolorimetrike (Fig. 2b).
Metodat e rruazave magnetike ofrojnë mundësinë e nxjerrjes së automatizuar, disa prej të cilave ekzistojnë në nxjerrësit e automatizuar komercial të acidit nukleik [KingFisher;ThermoFisher (Waltham, MA, SHBA), QIAcube® HT;CapitalBio (Pekin, Kinë) dhe Biomek®;Beckman (Miami, SHBA).), Florida, SHBA)].Përparësitë e kombinimit të rruazave magnetike me mikrofluidikë mund të përdoren për nxjerrjen efikase të automatizuar të acideve nukleike, të cilat potencialisht mund të avancojnë zhvillimin e diagnostikimit molekular;megjithatë, kombinimi i rruazave magnetike me mikrofluidikë ende mbështetet shumë në sistemet komplekse të kontrollit për manipulimin e saktë të rruazave magnetike, gjë që shpjegon popullaritetin e produkteve komerciale që janë të mëdha dhe të shtrenjta, gjë që kufizon aplikimin e mëtejshëm të rruazave magnetike në POCT.
Disa materiale poroze si filtra të modifikuar të nitrocelulozës, kartat Finders Technology Associates (FTA), letra filtri me bazë polietersulfone dhe materiale të veshura me glikan janë përdorur gjithashtu për zbulimin e acidit nukleik [40, 41, 42, 43, 44].Materialet poroze fibroze si letra fibroze u përdorën fillimisht për të izoluar ADN-në duke ngatërruar fizikisht molekulat e ADN-së me fije të gjata me fibra.Poret e vogla çojnë në një kufizim të fortë fizik të molekulave të ADN-së, gjë që ndikon pozitivisht në nxjerrjen e ADN-së.Për shkak të madhësive të ndryshme të poreve të letrës fibroze, efikasiteti i nxjerrjes nuk mund të plotësojë nevojat e amplifikimit të ADN-së [45, 46].Karta FTA është një letër filtri komerciale e përdorur në fushën e mjekësisë ligjore dhe e përdorur gjerësisht në fusha të tjera të diagnostikimit molekular.Nëpërmjet përdorimit të letrës filtri celuloze të ngopur me kimikate të ndryshme për lizimin e membranave qelizore në kampion, ADN-ja e çliruar mbrohet nga degradimi deri në 2 vjet.Kohët e fundit, letra e ngopur me celulozë është zhvilluar për zbulimin molekular të patogjenëve të ndryshëm, duke përfshirë SARS-CoV-2, leishmaniozën dhe malarinë [47,48,49].HIV në plazmën e izoluar lizohet drejtpërdrejt dhe acidi nukleik viral pasurohet në membranën rrjedhëse FTA® të ndërtuar në koncentrator, i cili lejon prodhimin efikas të acidit nukleik [50] (Fig. 2c).Problemi kryesor me zbulimin e acidit nukleik duke përdorur kartat FTA është se kimikatet si guanidina dhe izopropanoli pengojnë reaksionet e mëvonshme të amplifikimit.Për të zgjidhur këtë problem, ne zhvilluam letër filtri të modifikuar nga chitosan Fusion 5, e cila kombinon avantazhet e ndërthurjes fizike të molekulave të ADN-së dhe letrës filtri fibroze, dhe adsorbimit elektrostatik të ADN-së në komponimet e modifikuara nga kitosan për të arritur nxjerrjen shumë efikase të acidit nukleik. ..fibrat e filtrit [51] (Fig. 2d).Në mënyrë të ngjashme, Zhu et al.[52] demonstroi një metodë PCR të modifikuar nga chitosan bazuar në një sistem mikrofluidik kapilar in situ për izolimin dhe zbulimin e shpejtë të ARN-së së virusit Zika.Acidet nukleike mund të absorbohen/desorbohen në një mjedis të përzier lizate/PCR, përkatësisht, bazuar në vetinë e ndezjes/fikjes së kitozanit.ndezur dhe fikur”, i përgjigjet pH.
Siç u përmend më lart, këto strategji kombinojnë avantazhet e materialeve të ndryshme të fazës së ngurtë dhe rrisin efikasitetin e nxjerrjes së acidit nukleik në mikrofluidikë.Në aplikimet praktike, përdorimi i këtyre materialeve në sasi të mëdha është joekonomik dhe trajtimi i duhur i sipërfaqes ose modifikimi i sipërfaqes së materialeve të zakonshme me këto materiale gjithashtu mund të ruajë funksionin e tyre.Prandaj, besohet se zbatimi i këtyre strategjive pas një studimi pilot mund të zvogëlojë kostot.
Testimi i acidit nukleik në platformat mikrofluidike shpesh përdor vëllime të vogla të mostrës (< 100 µl), prandaj kërkon përforcim të acideve nukleike të synuara me sonda specifike për shndërrimin në një sinjal që është i përshtatshëm për zbulimin e rrjedhës së poshtme (optik, elektrik dhe magnetik) [53, 54]. Testimi i acidit nukleik në platformat mikrofluidike shpesh përdor vëllime të vogla të mostrës (< 100 µl), prandaj kërkon përforcim të acideve nukleike të synuara me sonda specifike për shndërrimin në një sinjal që është i përshtatshëm për zbulimin e rrjedhës së poshtme (optik, elektrik dhe magnetik) [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]. Gjatë testimit të acideve nukleike në platformat mikrofluidike, shpesh përdoren vëllime të vogla të mostrës (<100 µL), kështu që kërkohet përforcimi i acideve nukleike të synuara me sonda speciale për ta kthyer atë në një sinjal të përshtatshëm për zbulimin e mëvonshëm (optik, elektrik dhe magnetik). [53, 54].微流控 平台 上 的 核酸 检测 通常 小样本量 （（<100 μl） 因此 需要 使用 特定 特定 探针 扩增 目标 以 转换 为 为 为 便于 检测 （光学 电学 和 磁学）） 的 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 plotësisht, ].微流控 平台 上 的 核酸 检测 使用 小样本量 （（<100 µl） ， 因此 需要 特定 探针 扩增 目标 ， 以 转换 为 下游 下游 （光学 、 电学 磁学） 的 信号 [53, 54, 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]]. Zbulimi i acideve nukleike në platformat mikrofluidike zakonisht përdor vëllime të vogla të mostrës (<100 μl), gjë që kërkon amplifikimin e acideve nukleike të synuara me sonda speciale për t'i kthyer ato në sinjale për zbulimin e mëvonshëm (optik, elektrik dhe magnetik) [53, 54] .Përforcimi i acidit nukleik në mikrofluidikë gjithashtu mund të përshpejtojë reagimet, të optimizojë kufijtë e zbulimit, të zvogëlojë kërkesat e mostrës dhe të përmirësojë saktësinë e zbulimit [55, 56].Vitet e fundit, me realizimin e zbulimit të shpejtë dhe të saktë, në mikrofluidikë janë aplikuar metoda të ndryshme të amplifikimit të acidit nukleik, duke përfshirë PCR dhe disa reaksione të amplifikimit izotermik.Ky seksion do të përmbledhë metodat për zbulimin e acidit nukleik bazuar në sistemet mikrofluidike.
PCR është një simulim i procesit të replikimit të ADN-së të një organizmi, teoria e të cilit përshkruhet në detaje diku tjetër dhe nuk do të diskutohet këtu.PCR mund të amplifikojë një sasi shumë të vogël të ADN/ARN-së së synuar me një shpejtësi eksponenciale, duke e bërë PCR një mjet të fuqishëm për zbulimin e shpejtë të acideve nukleike.Në dekadat e fundit, shumë pajisje portative mikrofluidike të pajisura me sisteme të ciklit termik PCR janë zhvilluar për të përmbushur nevojat e diagnostikimit në pikën e kujdesit [57, 58].PCR në çip mund të ndahet në katër lloje (konvencionale, me rrjedhje të vazhdueshme, PCR me ndërprerje hapësinore dhe konvektive) sipas metodave të ndryshme të kontrollit të temperaturës [59].Për shembull, Gee et al.[60] zhvilloi një metodë të drejtpërdrejtë të transkriptimit të kundërt sasior PCR (RT-qPCR) në platformën e tyre mikrofluidike për zbulimin e shumëfishtë të viruseve SARS-CoV-2, të influencës A dhe B në mostrat e shtupës së fytit (Fig. 3a).Park et al.[61] ndërtoi një çip të thjeshtë të analizës së patogjenit duke integruar PCR me film të hollë, elektroda dhe një modul mikrofluidik të bazuar në polidimetilsiloksan të operuar me gisht.Megjithatë, të dyja veprat përfshijnë mangësitë e zakonshme të PCR-së konvencionale.PCR kërkon ciklin termik, i cili kufizon miniaturizimin e mëtejshëm të pajisjes dhe zvogëlimin e kohës së testimit.
Zhvillimi i PCR mikrofluidike të bazuar në rrjedhje të vazhdueshme dhe me ndërprerje hapësinore është thelbësor për të adresuar këtë çështje.Duke përdorur një kanal të gjatë gjarpri ose një kanal të shkurtër të drejtë, PCR me rrjedhje të vazhdueshme mund të sigurojë përforcim të shpejtë duke qarkulluar aktivisht reagentët në tre zona paranxehjeje me një pompë jashtë çipit.Ky operacion shmang me sukses fazën e tranzicionit midis temperaturave të ndryshme të reagimit dhe kështu redukton ndjeshëm kohën e testimit [62] (Fig. 3b).Në një studim tjetër nga Jung et al.[63] propozoi një analizues gjenetik të ri rrotullues PCR që kombinon karakteristikat e PCR fikse dhe rrjedhëse për PCR të transkriptimit të kundërt ultra të shpejtë dhe të shumëfishtë (Fig. 3c).Për amplifikimin e acidit nukleik, mikroçipi PCR do të rrotullohet përmes tre blloqeve ngrohëse në temperatura të ndryshme: 1. Blloku i denatyrimit 94°C, 2. Blloku i pjekjes në 58°C, 3. Blloku i zgjerimit në 72°C.
Aplikimi i PCR në mikrofluidikë.Paraqitja skematike e dirRT-qPCR në një platformë mikrofluidike (përshtatur nga [60]).b Paraqitja skematike e një mikrovargu PCR me rrjedhje të vazhdueshme bazuar në një kanal serpentin (përshtatur nga [62]).c Paraqitje skematike e një analizuesi gjenetik rrotullues PCR, i përbërë nga një mikroçip, tre blloqe ngrohëse dhe një motor stepper (përshtatur nga [63]).d Diagrami i PCR me termokonvekcion me centrifugim dhe konfigurim (përshtatur nga [64]).DirRT-qPCR, reaksion zinxhir i polimerazës së transkriptimit të kundërt sasior të drejtpërdrejtë
Duke përdorur kapilarë dhe sythe apo edhe pllaka të holla, PCR me konvekcion mund të amplifikojë me shpejtësi acidet nukleike me anë të konvekcionit termik të lirë natyral pa pasur nevojë për një pompë të jashtme.Për shembull, një platformë mikrofluidike polimer olefine ciklike u zhvillua në një fazë ngrohjeje rrotulluese të fabrikuar që përdor ciklimin termik me centrifugim në një mikrokanal të ciklit PCR [64] (Fig. 3d).Zgjidhja e reaksionit drejtohet nga konvekcioni termik, i cili shkëmben vazhdimisht temperaturë të lartë dhe të ulët në një mikrokanal me strukturë unazore.I gjithë procesi i amplifikimit mund të përfundojë në 10 minuta me një kufi zbulimi prej 70,5 pg/kanal.
Siç pritej, PCR e shpejtë është një mjet i fuqishëm për sistemet e integruara plotësisht të diagnostikimit molekular të përgjigjes së mostrës dhe analizës multiplekse.PCR e shpejtë redukton ndjeshëm kohën e nevojshme për zbulimin e SARS-CoV-2, i cili kontribuon në kontrollin efektiv të pandemisë COVID-19.
PCR kërkon një ciklues termik kompleks që nuk është i përshtatshëm për POCT.Kohët e fundit, teknikat e amplifikimit izotermik janë aplikuar në mikrofluidikë, duke përfshirë, por pa u kufizuar në LAMP, amplifikimin e polimerazës së rekombinazës (RPA) dhe amplifikimin bazuar në sekuencat e acidit nukleik [65,66,67,68].Me këto teknika, acidet nukleike amplifikohen në një temperaturë konstante, duke lehtësuar krijimin e pajisjeve portative POCT me kosto të ulët dhe shumë të ndjeshme për diagnostikimin molekular.
Analizat LAMP të bazuara në mikrofluidikë me performancë të lartë lejojnë zbulimin e shumëfishtë të sëmundjeve infektive [42, 69, 70, 71].Në kombinim me një sistem mikrofluidik centrifugal, LAMP mund të lehtësojë më tej automatizimin e zbulimit të acidit nukleik [69, 72, 73, 74, 75].Spin-and-react SlipChip u zhvillua për zbulimin vizual të baktereve të shumta paralele duke përdorur LAMP [76] (Fig. 4a).Kur përdorni LAMP të optimizuar në analizë, raporti i sinjalit ndaj zhurmës së fluoreshencës ishte afërsisht 5-fish dhe kufiri i zbulimit arriti në 7.2 kopje/μl të ADN-së gjenomike. Për më tepër, ekzistenca e pesë patogjenëve të zakonshëm bakterial tretës, duke përfshirë Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis dhe Vibrio parahaemolyticus, u vizualizuan bazuar në metodën në <60 min. Për më tepër, ekzistenca e pesë patogjenëve të zakonshëm bakterial tretës, duke përfshirë Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis dhe Vibrio parahaemolyticus, u vizualizuan bazuar në metodën në <60 min.Për më tepër, prania e pesë patogjenëve të zakonshëm bakterial të traktit tretës, duke përfshirë Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis dhe Vibrio parahaemolyticus, u vizualizua duke përdorur këtë metodë në më pak se 60 minuta.此外 ， 基于 该 方法 在 <60 分钟 内 视化 了 五 常见 消化道 消化道 细菌病 原体 的 存在 包括 蜡状 芽孢杆菌 、 大 大 肠杆菌 肠 沙门 、 河流 弧菌 和 和 副溶血性 弧菌 弧菌此外 ， 基于 该 方法 在 <60 分钟 内 视化 了 种 常见 消化道 细菌病 的 存在 包括 芽孢杆菌 、 大 肠杆菌 、 肠 氏 菌 、 和 性 。。。 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 HIPPërveç kësaj, prania e pesë patogjenëve të zakonshëm bakterial gastrointestinal, duke përfshirë Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius dhe Vibrio parahaemolyticus, u vizualizua duke përdorur këtë metodë në më pak se 60 minuta.
Përparësitë e LAMP në mikrofluidikë përfshijnë, ndër të tjera, reagimin e shpejtë dhe zbulimin e miniaturës.Megjithatë, për shkak të temperaturës së reagimit (rreth 70°C), aerosolet gjenerohen në mënyrë të pashmangshme gjatë LAMP, duke rezultuar në një shkallë të lartë false pozitive.Specifikimi i analizës, dizajni i primerit dhe kontrolli i temperaturës gjithashtu duhet të optimizohen për LAMP.Përveç kësaj, dizajnet e çipave që zbatojnë zbulimin e shumëfishtë të objektivave në një çip të vetëm janë me vlerë të madhe dhe duhet të zhvillohen.Përveç kësaj, LAMP është i përshtatshëm për zbulimin me shumë qëllime të integruar në një çip, i cili ka një rëndësi të madhe, por ka ende shumë hapësirë për zhvillim.
Shkalla e lartë false pozitive e LAMP mund të reduktohet pjesërisht me RPA, pasi temperatura relativisht e ulët e reagimit (~37 °C) rezulton në relativisht pak probleme avullimi [77].Në sistemin RPA, dy primera të kundërt nisin sintezën e ADN-së duke u lidhur me një rekombinazë dhe amplifikimi mund të përfundojë brenda 10 minutash [78,79,80,81].Prandaj, i gjithë procesi RPA është shumë më i shpejtë se PCR ose LAMP.Vitet e fundit, teknologjia mikrofluidike është treguar se përmirëson më tej shpejtësinë dhe saktësinë e RPA [82,83,84].Për shembull, Liu et al.[85] zhvilloi një analizë të amplifikimit të polimerazës së rekombinazës së rrjedhës anësore të integruar mikrofluidike për zbulimin e shpejtë dhe të ndjeshëm të SARS-CoV-2 duke integruar RPA të transkriptimit të kundërt (RT-RPA) dhe një sistem universal të zbulimit të shiritave të provës së rrjedhës anësore.në një sistem të vetëm mikrofluidik.Figura 4b).Kufiri i zbulimit është 1 kopje/µl ose 30 kopje/kampion dhe zbulimi mund të përfundojë në rreth 30 minuta.Kong et al.kanë zhvilluar një pajisje mikrofluidike të veshur.[86] përdori temperaturën e trupit dhe një sistem zbulimi fluoreshence të bazuar në telefon celular për të zbuluar me shpejtësi dhe drejtpërdrejt ADN-në e HIV-1 duke përdorur RPA (Figura 4c).Analiza RPA e veshur zbulon 100 kopje/mL të sekuencës së synuar brenda 24 minutave, duke demonstruar potencial të madh për diagnostikimin e shpejtë të foshnjave të infektuara me HIV-1 në mjedise të kufizuara me burime.
Amplifikimi izotermik në testimin e pikës së kujdesit (POCT).Zhvillimi dhe prodhimi i rrotullimit dhe reagimit SlipChip.Pas saldimit me plazmë, çipat e sipërm dhe të poshtëm u montuan me një grup dadosh për të formuar çipin përfundimtar (përshtatur nga [76]).b Skema e sistemit MI-IF-RPA për zbulimin e COVID-19 (përshtatur nga [85]).c Skema e një testi RPA të veshur për zbulimin e shpejtë të ADN-së HIV-1 (përshtatur nga [86]).SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM karboksifluoresceinë, virusi i mungesës së imunitetit të njeriut HIV, RPA rekombinaza përforcim i polimerazës, diodë LED që emeton dritë, MI-IFR Integrated Lacrobinid-R. Amplifikimi
RPA me bazë mikrofluidike po zhvillohet me shpejtësi, megjithatë, kostoja e prodhimit të çipit dhe konsumi i reagimit është shumë i lartë dhe duhet të reduktohet për të rritur disponueshmërinë e kësaj teknologjie.Përveç kësaj, ndjeshmëria e lartë e RPA mund të ndikojë në amplifikimin e produkteve jo specifike, veçanërisht në prani të kontaminimit.Këto kufizime mund të ndikojnë në aplikimin e RPA në sistemet mikrofluidike dhe meritojnë optimizim të mëtejshëm.Abetare dhe sonda të dizajnuara mirë për objektiva të ndryshëm nevojiten gjithashtu për të përmirësuar fizibilitetin e strategjive mikrofluidike të bazuara në RPA në POCT.
Cas13 dhe Cas12a kanë aftësinë për të ndarë në mënyrë të rastësishme acidet nukleike dhe kështu mund të zhvillohen si mjete zbulimi dhe diagnostikimi.Cas13 dhe Cas12a aktivizohen pas lidhjes me ADN-në ose ARN-në e synuar, përkatësisht.Pasi të aktivizohet, proteina fillon të copëtojë acidet e tjera nukleike aty pranë, pas së cilës ARN-të udhëzuese që synojnë acidet nukleike specifike për patogjenin mund të çajnë sondat fluoreshente të shuara dhe të lëshojnë fluoreshencë.Bazuar në këtë teori, Kellner et al.[87] zhvilloi një metodë të bazuar në Cas13 [Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKING (SHERLOCK)], dhe Broughton et al.[88] zhvilloi një qasje tjetër të bazuar në Cas12a [CRISPR Trans Reporter që synon endonukleazën e ADN-së (DTECR)].
Në vitet e fundit, janë shfaqur metoda të ndryshme për zbulimin e acideve nukleike të bazuara në CRISPR [89, 90].Metodat konvencionale të bazuara në CRISPR shpesh kërkojnë kohë dhe punë intensive për shkak të procedurave të shumta duke përfshirë nxjerrjen e acidit nukleik, amplifikimin dhe zbulimin CRISPR.Ekspozimi i lëngjeve në ajër mund të rrisë mundësinë e rezultateve false pozitive.Duke pasur parasysh sa më sipër, sistemet e bazuara në CRISPR kanë nevojë urgjente për optimizim.
Një platformë mikrofluidike e kontrolluar në mënyrë pneumatike që mund të kryejë 24 analiza paralelisht është zhvilluar për aplikacionet e zbulimit CRISPR-Cas12a dhe CRISPR-Cas13a [91].Sistemi është i pajisur me një pajisje për zbulimin e fluoreshencës që anashkalon amplifikimin e acidit nukleik dhe zbulon automatikisht mostrat e ADN-së dhe ARN-së femtomolar.Chen et al.[92] amplifikimi i integruar i rekombinazës me sistemin CRISPR-Cas12a në mikrofluidikë centrifugale (Fig. 5a).Kjo punë kapërcen vështirësinë e integrimit të këtyre dy proceseve, sepse Cas12a mund të tresë ADN-në e mesazherit dhe të pengojë procesin e amplifikimit.Përveç kësaj, Chen et al.[92] paraprakisht ruajti reagentët e reaksionit në një kontroll mikrofluidik centrifugal për të përfunduar automatikisht të gjithë procesin.Në një vepër tjetër, Silva et al.[93] zhvilloi një metodë diagnostike pa përforcim CRISPR/Cas12a dhe një smartphone për të zbuluar SARS-CoV-2 (Fig. 5b).Kjo analizë, e njohur si një sistem pa amplifikim i bazuar në celular, përfshin një enzimë të varur nga CRISPR/Cas që bazohet në vizualizimin e sinjaleve të flluskave të gjeneruara nga katalaza në kanalet mikrofluidike në smartphone.Zbulimi i ndjeshëm i më pak se 50 kopje/µl të acidit nukleik pa parapërforcim, i gjithë procesi nga injektimi i mostrës deri në leximin e sinjalit zgjat vetëm 71 minuta.
Metodat e zbulimit të acidit nukleik bazuar në CRISPR.POCT centrifugale për diagnostikimin e integruar molekular bazuar në CRISPR (përshtatur nga [92]).b Zhvillimi i testit CASCADE për analizën e bazuar në smartphone të SARS-CoV-2 (përshtatur nga [93]).Përforcim i rekombinazës RAA, motiv protospacer ngjitur me PAM, përsëritje të shkurtra palindromike të grumbulluara CRISPR në intervale të rregullta, sistem CASCADE pa amplifikim të telefonit celular me enzima të varura nga CRISPR/CAS, 1-etil-3-[3-dimetilaminopropil] hidroklorur karbodiimid EDC
Si hapi i fundit në zbulimin e acidit nukleik, zbulimi i sinjalit pasqyron drejtpërdrejt rezultatet diagnostike dhe është një faktor kritik në zhvillimin e një POCT efikas, të ndjeshëm dhe të saktë.Sinjalet mund të lexohen duke përdorur metoda të ndryshme si strategjitë fluoreshente, elektrokimike, kolorimetrike dhe magnetike.Në këtë seksion, ne përshkruajmë arsyetimin për secilën qasje dhe krahasojmë diagnostikimin molekular të sëmundjeve infektive në mikrofluidikë.
Strategjitë e bazuara në fluoreshencë përdoren gjerësisht për diagnostikimin POCT të sëmundjeve infektive për shkak të avantazheve të tyre të jashtëzakonshme të ndjeshmërisë së shkëlqyer, kostos së ulët, lehtësisë së funksionimit dhe analizës së pikës së kujdesit [94, 95].Këto strategji përdorin fluorofore të etiketuara si ngjyrat fluoreshente dhe nanomaterialet për të krijuar një sinjal të dallueshëm (përmirësimi ose shuarja e fluoreshencës).Ky zbulim sugjeron që strategjitë e bazuara në fluoreshencë mund të ndahen në etiketim të drejtpërdrejtë fluoreshent, zbulim fluoreshent sinjal-on dhe sinjal-off [96].Zbulimi i drejtpërdrejtë i etiketës fluoreshente përdor etiketa të veçanta fluoreshente për të etiketuar ligandët specifikë që gjenerojnë një sasi specifike fluoreshence kur lidhen në mënyrë selektive me një objektiv.Për zbulimin e fluoreshencës të bazuar në sinjal, cilësia e sinjalit fluoreshent lidhet pozitivisht me madhësinë e interesit.Intensiteti i fluoreshencës është i papërfillshëm në mungesë të një objektivi dhe është i dallueshëm kur një sasi e mjaftueshme objektivi është i pranishëm.Anasjelltas, intensiteti i fluoreshencës i zbuluar nga fluoreshenca "signal-off" është në përpjesëtim të zhdrejtë me sasinë e objektivit, duke arritur fillimisht një vlerë maksimale dhe duke u zvogëluar gradualisht ndërsa objektivi zmadhohet.Për shembull, duke përdorur mekanizmin trans-ndarje të varur nga objektivi CRISPR-Cas13a, Tian et al.[97] zhvilloi një strategji të re njohjeje për të zbuluar ARN-të që anashkalojnë drejtpërdrejt transkriptimin e kundërt (Fig. 6a).Pas lidhjes me ARN-të e synuara plotësuese, kompleksi CRISPR-Cas13-ARN mund të aktivizohet, duke shkaktuar ndarje transkolaterale nga ARN-të raportuese jo specifike.Raportuesi i etiketuar në mënyrë fluoreshente [fluorofore (F)] shuhet nga shuarësi (Q) i paprekur dhe fluoreshon kur çahet nga kompleksi i aktivizuar.
Avantazhi i zbulimit elektrokimik është shpejtësia e lartë e zbulimit, prodhimi i lehtë, kostoja e ulët, transportimi i lehtë dhe kontrolli automatik.Është një metodë e fuqishme analitike për aplikacionet POCT.Bazuar në tranzistorët e efektit në terren të grafenit Gao et al.[98] zhvilloi një nanobiosensor për zbulimin e shumëfishtë të antigjeneve të sëmundjes Lyme nga bakteret Borrelia burgdorferi me një kufi zbulimi prej 2 pg/mL (Fig. 6b).
Analizat kolorimetrike janë përdorur në aplikimet POCT, duke përfituar nga avantazhet e transportueshmërisë, kostos së ulët, lehtësisë së përgatitjes dhe leximit vizual.Zbulimi kolorimetrik mund të përdorë oksidimin e peroksidazës ose nanomaterialeve të ngjashme me peroksidazën, grumbullimin e nanomaterialeve dhe shtimin e ngjyrave tregues për të kthyer informacionin rreth pranisë së acideve nukleike të synuara në ndryshime të dukshme ngjyrash [99, 100, 101].Veçanërisht, nanogrimcat e arit përdoren gjerësisht në zhvillimin e strategjive kolorimetrike dhe për shkak të aftësisë së tyre për të nxitur ndryshime të shpejta dhe domethënëse të ngjyrave, ka një interes në rritje për zhvillimin e platformave kolorimetrike POCT për diagnostikimin in situ të sëmundjeve infektive [102].Me një pajisje mikrofluidike të integruar centrifugale [103], patogjenët e ushqimit në mostrat e qumështit të kontaminuar mund të zbulohen automatikisht në nivelin e 10 qelizave bakteriale dhe rezultatet mund të lexohen vizualisht brenda 65 minutave (Fig. 6c).
Teknikat e sensorit magnetik mund të zbulojnë me saktësi analitet duke përdorur materiale magnetike dhe ka pasur interes të konsiderueshëm në aplikimet POCT në dekadat e fundit.Teknikat e sensorit magnetik kanë disa avantazhe unike, siç janë materialet magnetike me kosto të ulët sesa komponentët optikë të shtrenjtë.Sidoqoftë, përdorimi i një fushe magnetike përmirëson efikasitetin e zbulimit dhe zvogëlon kohën e përgatitjes së mostrës [104].Për më tepër, rezultatet e kërkimit magnetik demonstrojnë specifikë të lartë, ndjeshmëri dhe raport të lartë sinjal-zhurmë për shkak të sinjalit të parëndësishëm të sfondit magnetik të mostrave biologjike [105].Sharma et al.integroi një biosensor të bazuar në kryqëzimin e tunelit magnetik në një platformë portative me mikroçip.[106] për zbulimin multipleks të patogjenëve (Fig. 6d).Biosensorët zbulojnë me ndjeshmëri acidet nukleike subnanomolare të izoluara nga patogjenët.
Metoda tipike e zbulimit të sinjalit.Koncepti i zbulimit të hiperlokalizuar të Cas13a (përshtatur nga [97]).b Nanobiosensor grafeni FET në kombinim me Lyme GroES scFv (përshtatur nga [98]).c Indikacione kolorimetrike për zbulimin e shumëfishtë të patogjenëve me origjinë ushqimore në një çip mikrofluidik centrifugal: mostrat nr. 1 dhe nr. 3 me patogjenët e synuar dhe mostrat nr. 2, nr. 4 dhe nr. 5 pa patogjenë të synuar (përshtatur nga [103]) .d Biosensori i bazuar në një kryqëzim tuneli magnetik, duke përfshirë një platformë, një përforcues bllokues të integruar, një njësi kontrolli dhe një furnizim me energji elektrike për gjenerimin/përvetësimin e sinjalit (përshtatur nga [106]).GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA polimetil metakrilat
Pavarësisht karakteristikave të shkëlqyera të metodave të mësipërme të zbulimit, ato ende kanë disavantazhe.Këto metoda krahasohen (tabela 1), duke përfshirë disa aplikacione me detaje (pro dhe kundër).
Me zhvillimin e mikrofluidikës, sistemeve mikroelektromekanike, nanoteknologjisë dhe shkencës së materialeve, përdorimi i çipave mikrofluidike për zbulimin e sëmundjeve infektive po përparon vazhdimisht [55,96,107,108].Manipulimi i saktë i pajisjeve dhe lëngjeve në miniaturë kontribuon në saktësinë diagnostike dhe efektivitetin e kostos.Prandaj, për zhvillim të mëtejshëm, janë bërë përpjekje për të optimizuar dhe përmirësuar çipat, duke rezultuar në çipa të ndryshëm mikrofluidikë me struktura dhe funksione të ndryshme.Këtu prezantojmë shkurtimisht disa lloje të zakonshme të platformave mikrofluidike dhe krahasojmë karakteristikat e tyre (pro dhe kundër).Për më tepër, shumica e shembujve të renditur më poshtë fokusohen kryesisht në luftimin e SARS-CoV-2.
LOCC-të janë sistemet analitike komplekse të miniaturës më të zakonshme dhe operacionet e tyre janë shumë të vogla, të integruara, të automatizuara dhe të paralelizuara nga injektimi dhe përgatitja e mostrës, kontrolli i rrjedhës dhe zbulimi i lëngjeve [109, 110].Lëngjet manipulohen përmes gjeometrisë së projektuar me kujdes dhe ndërveprimit të shumë efekteve fizike si p.sh. gradientët e presionit, veprimi kapilar, elektrodinamika, fushat magnetike dhe valët akustike [111].LOCC tregon avantazhe të shkëlqyera në kontrollimin me performancë të lartë dhe zbulimin e shumëfishtë, me shpejtësi të shpejtë të analizës, madhësi të vogël të mostrës, konsum të ulët të energjisë dhe efikasitet të lartë të menaxhimit dhe funksionimit;megjithatë, pajisjet LOCC janë shumë delikate, dhe prodhimi, paketimi dhe ndërlidhja.Megjithatë, multipleksimi dhe ripërdorimi përballet me vështirësi të mëdha [96].Krahasuar me platformat e tjera, LOCC ka avantazhe unike përsa i përket diversitetit maksimal të aplikimit dhe përputhshmërisë më të mirë të teknologjisë, por disavantazhet e tij janë gjithashtu të dukshme, përkatësisht kompleksiteti i lartë dhe përsëritshmëria e dobët.Varësia nga pompat e jashtme, të cilat shpesh janë të mëdha dhe të shtrenjta, e kufizon më tej përdorimin e tyre në POCT.
Gjatë shpërthimit të COVID-19, LOCC mori shumë vëmendje.Në të njëjtën kohë, ka disa çipa të rinj që kombinojnë disa teknologji.Për shembull, telefonat inteligjentë tani përdoren gjerësisht si pajisje analitike portative dhe kanë potencial të madh për integrimin LOCC.Sun et al.[21] fabrikuan një çip mikrofluidik që lejon shumëfishimin e sekuencave specifike të acidit nukleik të pesë patogjenëve, duke përfshirë SARS-CoV-2, duke përdorur LAMP dhe i analizoi ato duke përdorur një smartphone brenda 1 ore pas përfundimit të reagimit.Si një shembull tjetër, Sundah et al.[112] krijoi një ndërprerës molekular [përforcim katalitik me çelësin e gjendjes së tranzicionit molekular (CATCH)] për zbulimin e drejtpërdrejtë dhe të ndjeshëm të objektivave të ARN-së SARS-CoV-2 duke përdorur telefonat inteligjentë. CATCH është i pajtueshëm me LOCC portativ dhe arrin performancë superiore (afërsisht 8 kopje ARN/μl; < 1 orë në temperaturën e dhomës) [112]. CATCH është i pajtueshëm me LOCC portativ dhe arrin performancë superiore (afërsisht 8 kopje ARN/μl; < 1 orë në temperaturën e dhomës) [112]. CATCH ndërvepron me портативным LOCC dhe pranon mbizotërimin e prodhuesit (p.sh. 8 kopje РНК/мкл; < 1 ч për kompetencën e temperaturës) [112]. CATCH është i pajtueshëm me LOCC portativ dhe siguron xhiro të shkëlqyera (afërsisht 8 kopje ARN/µl; < 1 orë në temperaturën e dhomës) [112]. CATCH 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 ARN 拷贝/μl；室温下< 1 小时]〧 112） CATCH 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 ARN 拷贝/μl；室温下< 1 小时]〧 112） CATCH me ndërlidhet me портативными LOCC dhe do të publikojë një prodhues të tillë (p.sh. 8 kopje РНК/мкл; < 1 orë në kompetencë të temperaturës) [112]. CATCH është i pajtueshëm me LOCC portative dhe ka performancë të shkëlqyer (afërsisht 8 kopje ARN/µl; < 1 orë në temperaturën e dhomës) [112].Për më tepër, pajisjet LOCC për diagnostifikimin molekular përdorin gjithashtu disa forca lëvizëse si vakum, shtrirje dhe fusha elektrike.Kang et al.[113] demonstroi një PCR në kohë reale, ultra të shpejtë të nanoplazmës në një çip për diagnostikimin e shpejtë dhe sasior të COVID-19 në terren duke përdorur një çip PCR të lëngshëm plazmonik me vakum.Li et al.[114] më pas zhvilloi një çip mikrofluidik të drejtuar nga shtrirja që mundësoi diagnozën e COVID-19.Platforma përdor sistemin e amplifikimit RT-LAMP për të përcaktuar nëse një mostër është cilësisht pozitive apo negative.Më pas, Ramachandran et al.[115] arriti gradient të përshtatshëm të fushës elektrike duke përdorur izotakoforezën (ITP), një teknikë selektive e fokusimit të joneve e zbatuar në mikrofluidikë.Me ITP, ARN-ja e synuar nga mostrat e papërpunuara të shtupës nazofaringeale mund të pastrohet automatikisht.Pastaj Ramachandran et al.[115] Kombinimi i këtij pastrimi ITP me analizat LAMP dhe CRISPR të përmirësuara me ITP zbuloi SARS-CoV-2 në shtupë nazofaringeale njerëzore dhe ekzemplarë klinikë në rreth 35 minuta.Përveç kësaj, ide të reja po shfaqen vazhdimisht.Jadhav etj.[116] propozoi një skemë diagnostikuese të bazuar në spektroskopinë Raman të përmirësuar në sipërfaqe në kombinim me një pajisje mikrofluidike që përmban ose nanotuba karboni të veshura me ar/argjend të orientuar vertikalisht ose mikro/nanotuba elektro-tjerrë të disponueshme.Mikrokanalet e integruara të filtrit të funksionalizuar me membranë janë të disponueshme.Pajisja absorbon viruse nga lëngje/eksudime të ndryshme trupore si pështyma, nazofaringu dhe lotët.Kështu, titri i virusit është i bollshëm dhe virusi mund të identifikohet me saktësi nga nënshkrimi Raman.
LOAD është një platformë mikrofluidike centrifugale në të cilën të gjitha proceset kontrollohen nga një protokoll frekuence që rrotullon një substrat të mikrostrukturuar [110].Pajisja LOAD karakterizohet nga përdorimi i forcës centrifugale si një forcë lëvizëse e rëndësishme.Lëngjet janë gjithashtu subjekt i forcave kapilare, Euler dhe Coriolis.Duke përdorur një pajisje centrifuguese, analizat kryhen në funksionimin e vazhdueshëm të lëngut nga një pozicion radial nga brenda në jashtë, duke eliminuar nevojën për tuba shtesë të jashtëm, pompa, aktivizues dhe valvola aktive.Me pak fjalë, një metodë e vetme kontrolli thjeshton funksionimin.Forcat që veprojnë në lëng në të njëjtin kanal mikrofluidik në të njëjtën distancë nga qendra e ngarkesës janë të barabarta, gjë që bën të mundur përsëritjen e strukturës së kanalit.Kështu, pajisjet LOAD janë më të thjeshta dhe më ekonomike për t'u projektuar dhe prodhuar sesa pajisjet konvencionale LOCC, ndërsa reaksionet janë kryesisht të pavarura dhe të paralelizuara;megjithatë, për shkak të forcës së lartë mekanike të pajisjeve centrifugale, materiali i disponueshëm i çipit është i kufizuar dhe vëllimet e vogla janë të vështira.tek makina.Në të njëjtën kohë, shumica e pajisjeve LOAD janë të dizajnuara vetëm për përdorim të vetëm, gjë që është e shtrenjtë për zbulimin në shkallë të gjerë [96, 117, 118, 119].
Në dekadat e fundit, LOAD, i konsideruar si një nga pajisjet mikrofluidike më premtuese, ka marrë vëmendje të konsiderueshme nga studiuesit dhe prodhuesit.Kështu, LOAD ka fituar pranim të gjerë dhe është përdorur për diagnostikimin molekular të patogjenëve infektivë [120, 121, 122, 123, 124], veçanërisht gjatë shpërthimit të COVID-19.Për shembull, në fund të vitit 2020, Ji et al.[60] demonstroi një analizë të drejtpërdrejtë RT-qPCR për zbulimin e shpejtë dhe të automatizuar paralel të infeksioneve SARS-CoV-2 dhe gripit A dhe B në ekzemplarët e shtupës së fytit.Pastaj Xiong et al.[74] prezantoi një platformë mikrofluidike diskoide të integruar në LAMP për zbulimin e shpejtë, të saktë dhe të njëkohshëm të shtatë koronaviruseve të frymëmarrjes njerëzore, përfshirë SARS-CoV-2, brenda 40 minutave.Në fillim të vitit 2021, de Oliveira et al.[73] demonstroi një çip mikrofluidik centrifugal toner polistireni, i operuar manualisht me një rrotullues të majës së gishtit, për diagnozën molekulare RT-LAMP të COVID-19.Më pas, Dignan et al.[39] prezantoi një mikropajisje centrifuge portative të automatizuar për pastrimin e ARN-së SARS-CoV-2 direkt nga seksionet e shtupës bukale.Medved et al.[53] propozoi një sistem inline të marrjes së mostrave të aerosolit SARS-CoV-2 me një çip fluoreshent mikrofluidik rrotullues me vëllim të vogël me një kufi zbulimi prej 10 kopje/μL dhe një prag minimal cikli prej 15 minutash.Suarez etj.[75] kohët e fundit raportoi zhvillimin e një platforme mikrofluidike centrifugale modulare të integruar për zbulimin e drejtpërdrejtë të ARN-së SARS-CoV-2 në mostrat e shtupës nazofaringeale të çaktivizuara nga nxehtësia duke përdorur LAMP.Këta shembuj demonstrojnë përfitimet dhe premtimet e mëdha të LOAD në diagnostikimin molekular të COVID-19.
Në vitin 1945 Muller dhe Clegg [125] për herë të parë paraqitën kanalet mikrofluidike në letër duke përdorur letër filtri dhe parafinë.Në vitin 2007, grupi Whitesides [126] krijoi platformën e parë funksionale të letrës për testimin e proteinave dhe glukozës.Letra është bërë një substrat ideal për mikrofluidikë.Letra ka veti të qenësishme si hidrofiliteti dhe struktura poroze, biokompatibiliteti i shkëlqyer, pesha e lehtë, fleksibiliteti, palosshmëria, kostoja e ulët, lehtësia e përdorimit dhe komoditeti.ΜPAD-të klasike përbëhen nga struktura hidrofile/hidrofobike të ndërtuara mbi nënshtresa letre.Në varësi të strukturës tre-dimensionale, μPAD-të mund të ndahen në μPAD dy-dimensionale (2D) dhe tre-dimensionale (3D).2D µPAD prodhohen duke formuar kufij hidrofobikë për të formuar kanale mikrofluidike, ndërsa μPAD 3D zakonisht bëhen nga pirgje shtresash letre mikrofluidike 2D, ndonjëherë nga palosja e letrës, teknikat e rrëshqitjes, kanalet e hapura dhe printimi 3D [96].Lëngjet ujore ose biologjike në μPAD kontrollohen kryesisht nga forca kapilare pa një burim të jashtëm energjie, duke lehtësuar ruajtjen paraprake të reagentëve, trajtimin e mostrës dhe zbulimin e shumëfishtë.Sidoqoftë, kontrolli i saktë i rrjedhës dhe zbulimi i shumëfishtë pengohen nga shpejtësia, ndjeshmëria dhe ripërdorimi i pamjaftueshëm i zbulimit [96, 127, 128, 129, 130].
Si një platformë mikrofluidike e pazakontë, μPAD është promovuar dhe zhvilluar gjerësisht për diagnostikimin molekular të sëmundjeve infektive si HCV, HIV dhe SARS-CoV-2 [131, 132].Për zbulimin selektiv dhe të ndjeshëm të HCV, Tengam et al.[133] zhvilloi një biosensor të ri të bazuar në letër fluoreshente duke përdorur një sondë shumë specifike të acidit nukleik të bazuar në peptidin pirolidinil.Acidet nukleike janë të imobilizuara në mënyrë kovalente në letër celuloze të oksiduar pjesërisht nga alkilimi reduktues midis grupeve amino dhe grupeve aldehide, dhe zbulimi bazohet në fluoreshencë.Këto sinjale mund të lexohen nga një vegël e krijuar posaçërisht me një kamerë portative fluoreshente në kombinim me një aparat telefoni celular.Më pas, Lu et al.[134] projektoi një elektrodë fleksibël me bazë letre të bazuar në përbërjen e kornizës organometalike të nikelit/nanogrimcave të arit/nanotubave të karbonit/polivinil alkoolit për zbulimin e objektivit të HIV-it nga hibridizimi i ADN-së duke përdorur blu metilenin si një tregues redoks të ADN-së.Kohët e fundit, Chowdury et al.[135] prezantoi një dizajn platforme hipotetike për testimin μPAD në pikën e kujdesit duke përdorur pështymë të papërpunuar të pacientit në kombinim me LAMP dhe teknologji portative të imazhit për zbulimin e analitit COVID-19.
Testet e rrjedhjes anësore drejtojnë lëngjet nga forcat kapilare dhe kontrollojnë lëvizjen e lëngut nga lagështimi dhe karakteristikat e nënshtresave poroze ose të mikrostrukturuara.Pajisjet e rrjedhës anësore përbëhen nga kampion, konjugat, inkubator dhe zbulues, dhe jastëkë absorbues.Molekulat e acidit nukleik në LFA njohin lidhësit specifikë që janë të ruajtur paraprakisht në vendin e lidhjes dhe lidhen si komplekse.Ndërsa lëngu kalon nëpër pllakat e inkubacionit dhe zbulimit, komplekset kapen nga molekulat e kapjes të vendosura në linjat e testimit dhe kontrollit, duke treguar rezultate që mund të lexohen drejtpërdrejt me sy të lirë.Në mënyrë tipike, LFA mund të përfundojë në 2-15 minuta, që është më shpejt se zbulimi tradicional.Për shkak të mekanizmit të veçantë, LFA kërkon pak operacione dhe nuk kërkon pajisje shtesë, gjë që e bën atë shumë miqësore për përdoruesit.Është e lehtë për t'u prodhuar dhe miniaturë, dhe kostoja e nënshtresave me bazë letre është më e ulët.Megjithatë, përdoret vetëm për analiza cilësore, dhe zbulimi sasior është shumë i vështirë, dhe aftësia e shumëfishimit dhe xhiroja janë shumë të kufizuara, dhe vetëm një acid nukleik i mjaftueshëm mund të zbulohet në të njëjtën kohë [96,110,127].
Edhe pse shumica e aplikimeve të LFA janë të përqendruara në analizat imunologjike, përdorimi i LFA për diagnostikimin molekular në çipat mikrofluidikë është gjithashtu efektiv dhe popullor [136].Në rastin e virusit të hepatitit B, HIV dhe SARS-CoV-2 LFA Gong et al.[137] propozoi një platformë LFA të nanogrimcave me konvertim të lartë dhe demonstroi shkathtësinë e kësaj platforme të miniaturizuar dhe portative përmes zbulimit të ndjeshëm dhe sasior të objektivave të shumtë si acidi nukleik HBV.Përveç kësaj, Fu et al.[138] demonstroi një LFA të re të bazuar në spektroskopinë Raman të përmirësuar në sipërfaqe për analizën sasiore të ADN-së HIV-1 në përqendrime të ulëta.Për zbulimin e shpejtë dhe të ndjeshëm të SARS-CoV-2, Liu et al.[85] zhvilloi një analizë të rrjedhës anësore RPA të integruar me mikrofluid duke kombinuar RT-RPA dhe një sistem universal të zbulimit të rrjedhës anësore në një sistem të vetëm mikrofluidik.
Aplikimi i platformave të ndryshme mikrofluidike ndryshon në varësi të studimeve specifike, duke përfituar plotësisht nga aftësitë dhe avantazhet e platformave.Me valvola, pompa dhe kanale të përballueshme, LOCC është platforma më e plotë për diversitetin e aplikacioneve dhe ndërveprueshmërinë me hapësirën më të madhe për zhvillim.Prandaj, shpresojmë dhe rekomandojmë që si përpjekje e parë të kryhen studimet më të reja në LOCC dhe të optimizohen kushtet.Gjithashtu, në sistem pritet të zbulohen dhe të përdoren metoda më efikase dhe më të sakta.LOAD shkëlqen në kontrollin e saktë të lëngjeve nga pajisjet ekzistuese LOCC dhe demonstron avantazhe unike në disqet e vetme me anë të forcës centrifugale pa nevojën për disqe të jashtme, ndërsa përgjigjet paralele mund të ndahen dhe sinkronizohen.Kështu, në të ardhmen, LOAD do të bëhet platforma kryesore mikrofluidike me më pak operacione manuale dhe teknologji më të pjekura dhe të automatizuara.Platforma µPAD kombinon përfitimet e LOCC dhe materialeve me bazë letre për diagnostifikim me kosto të ulët dhe një përdorim.Prandaj, zhvillimi i ardhshëm duhet të përqendrohet në teknologji të përshtatshme dhe të vendosura mirë.Përveç kësaj, LFA është i përshtatshëm për zbulimin me sy të lirë, duke premtuar se do të reduktojë konsumin e mostrës dhe do të përshpejtojë zbulimin.Një krahasim i detajuar i platformës është paraqitur në Tabelën 2.
Analizat dixhitale e ndajnë kampionin në shumë mikroreaktorë, secili prej të cilëve përmban një numër diskrete të molekulave të synuara [139, 140].Analizat dixhitale ofrojnë avantazhe të rëndësishme për kryerjen e sasisë absolute duke kryer mijëra eksperimente biokimike paralele njëkohësisht dhe individualisht në ndarje në shkallë mikron dhe jo në një fazë të vazhdueshme.Krahasuar me mikrofluidikët tradicionalë, reaksionet e ndarjes mund të zvogëlojnë vëllimin e mostrës, të rrisin efikasitetin e reaksionit dhe të integrohen lehtësisht me metoda të tjera analitike pa nevojën për kanale, pompa, valvola dhe dizajne kompakte [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147] .Dy metodat e mëposhtme përdoren në analizat dixhitale për të arritur ndarje uniforme dhe të saktë të solucioneve, duke përfshirë reagentët dhe mostrat si qelizat, acidet nukleike dhe grimcat ose molekulat e tjera: (1) emulsione me rënie që shfrytëzojnë paqëndrueshmërinë e ndërfaqes së lëngshme;(2) ndarja e grupit kryhet nga kufizimet gjeometrike të pajisjes.Në metodën e parë, pikat që përmbajnë reagentë dhe kampionë në mikrokanale mund të krijohen me metoda pasive të tilla si bashkërryma, rrjedha e tërthortë, fokusimi i rrjedhës, emulsifikimi në faza, emulsifikimi i mikrokanaleve dhe membranat përmes forcave të prerjes viskoze dhe emulsifikimit me ndryshim kanali.lokalizimi [143, 145, 146, 148, 149] ose duke përdorur metoda aktive [150, 151], të cilat sjellin energji shtesë përmes kontrollit elektrik, magnetik, termik dhe mekanik.Në qasjen e fundit, uniformiteti më i mirë i vëllimit të lëngut në dhomat mikrofluidike ndahet duke mbajtur struktura hapësinore të së njëjtës madhësi, të tilla si mikrogropat dhe vargjet sipërfaqësore [152,153,154].Veçanërisht, pikat janë seksione kryesore të rrjedhës që gjithashtu mund të gjenerohen dhe manipulohen në grupet e elektrodave të bazuara në mikrofluidikë dixhitale (DMF).Largimi elektronik i dielektrikëve është një nga teoritë më të studiuara të DMF-së, pasi lagja me elektronikë e dielektrikëve lejon manipulimin e saktë të pikave individuale, duke kontrolluar formën e sinjaleve elektrike të lëngshme dhe asimetrike që kalojnë nëpër anë të ndryshme [141, 144].Operacionet kryesore me pikat në DMF përfshijnë klasifikimin, ndarjen dhe bashkimin [151, 155, 156], të cilat mund të aplikohen në fusha të ndryshme analizash, veçanërisht në zbulimin molekular [157, 158, 159].
Zbulimi dixhital i acidit nukleik është një teknologji diagnostike molekulare e gjeneratës së tretë që ndjek PCR konvencionale dhe PCR sasiore në kohë reale (qPCR), paralelisht me sekuencën me performancë të lartë dhe biopsinë e lëngshme.Në dy dekadat e fundit, acidet nukleike dixhitale janë zhvilluar me shpejtësi në fushën e diagnostikimit molekular të patogjenëve infektivë [160, 161, 162].Kuantifikimi absolut i zbulimit dixhital të acidit nukleik fillon me paketimin e mostrave dhe reagentëve në ndarje individuale për të siguruar që çdo sekuencë e synuar të ketë të njëjtën probabilitet për të hyrë në secilën ndarje individuale.Teorikisht, çdo seksioni mund t'i caktohen sekuenca të shumta objektive, ose mund të mos ketë një sistem të pavarur mikroreaksioni.Nëpërmjet mekanizmave të ndryshëm ndijues të përshkruar më sipër, ndarjet me sekuenca objektive mikrobiale që gjenerojnë sinjale mbi një prag të caktuar mund të vizualizohen me sy të lirë ose me një makinë dhe etiketohen si pozitive, ndërsa ndarjet e tjera që gjenerojnë sinjale nën pragun etiketohen si pozitive. .negative, të cilat e bëjnë sinjalin për çdo seksion një boolean.Kështu, duke llogaritur numrin e ndarjeve të krijuara dhe shkallën e rezultateve pozitive pas reagimit, kopjet origjinale të mostrave të provës mund të përputhen duke përdorur formulën e shpërndarjes Poisson pa pasur nevojë për një kurbë standarde, e cila kërkohet për analizat sasiore rutinë si p.sh. si qPCR.[163] Krahasuar me metodat tradicionale të diagnostikimit molekular, zbulimi dixhital i acidit nukleik ka një shkallë më të lartë automatizimi, shpejtësi dhe ndjeshmëri më të lartë të analizës, më pak reagentë, më pak kontaminim dhe dizajn dhe prodhim më të thjeshtë.Për këto arsye, përdorimi i analizave dixhitale, veçanërisht metodave të bazuara në pika, për diagnostikimin molekular, duke kombinuar teknikat e amplifikimit dhe leximit të sinjalit, është studiuar mirë gjatë shpërthimit kritik të SARS-CoV-2.Për shembull, Yin et al.[164] kombinoi metoda dixhitale pikatore dhe PCR të shpejtë për të zbuluar gjenet ORF1ab, N dhe RNase P në SARS-CoV-2 në një çip mikrofluidik.Veçanërisht, sistemi ishte në gjendje të identifikonte një sinjal pozitiv brenda 115 sekondave, që është më i shpejtë se PCR konvencionale, duke treguar efektivitetin e tij në zbulimin e pikës së kujdesit (Figura 7a).Dong et al.[165], Sow et al.[157], Chen et al.[166] dhe Alteri et al.[167] aplikoi gjithashtu PCR dixhitale me pika (ddPCR) për të zbuluar SARS-CoV-2 në një sistem mikrofluidik me rezultate mbresëlënëse.Për të përmirësuar më tej shkallën e zbulimit, Shen et al.[168] arriti imazhe të çipit të bazuar në ddPCR në vetëm 15 sekonda pa përdorimin e teknikave të qepjes së imazhit, duke përshpejtuar procesin e teknologjisë ddPCR nga laboratori në aplikim.Jo vetëm që aplikohen metoda të amplifikimit termik si PCR, por edhe metoda të amplifikimit izotermik përdoren për të thjeshtuar kushtet e reagimit dhe reagimin e shpejtë.Lu et al.[71] zhvilloi SlipChip për analizën e pikave, të aftë për të gjeneruar pika të madhësive të ndryshme në densitet të lartë në një hap dhe për të matur acidet nukleike SARS-CoV-2 duke përdorur LAMP dixhitale (Figura 7b).Si një teknologji me zhvillim të shpejtë, CRISPR mund të luajë gjithashtu një rol të rëndësishëm në zbulimin dixhital të acidit nukleik përmes imazhit të përshtatshëm kolorimetrik pa nevojën për njolla shtesë të acidit nukleik.Ackerman et al.zhvilloi një reaksion matricor kombinues për vlerësimin e shumëfishtë të acideve nukleike.[158] zbuloi 169 viruse të lidhura me njeriun, duke përfshirë SARS-CoV-2, në pikat që përmbajnë reagentë të zbulimit të acidit nukleik të bazuar në CRISPR-Cas13 në një analizë mikropuse (Figura 7c).Përveç kësaj, amplifikimi izotermik dhe teknologjia CRISPR mund të përdoren në të njëjtin sistem për të kombinuar përfitimet e të dyjave.Park et al.[169] Një analizë dixhitale CRISPR/Cas12a u zhvillua në një çip mikrofluidik komercial për zbulimin e SARS-CoV-2 të nxjerrë dhe të vrarë nga nxehtësia bazuar në një RT-RPA me një fazë me një zbulim më të shkurtër dhe më të lartë nga sinjali në sfond. raporti kohor., gamë më të gjerë dinamike dhe ndjeshmëri më të mirë (Fig. 7d).Disa përshkrime të këtyre shembujve janë dhënë në tabelën 3.
Platformë tipike dixhitale për zbulimin e acidit nukleik.a Rrjedha e shpejtë e punës dixhitale PCR përbëhet nga katër hapa kyç: përgatitja e mostrës, shpërndarja e përzierjes së reaksionit, procesi i amplifikimit dhe kuantifikimi i synuar (përshtatur nga [164]).b Skematika që tregon analizën e pikave SlipChip për formimin e pikave në densitet të lartë (përshtatur nga [71]).c Diagrami i rrjedhës së punës CARMEN-Cas13 (përshtatur nga [158]).d Përmbledhje e zbulimit të avancuar dixhital të viruseve me CRISPR/Cas në një tenxhere (përshtatur nga [169]).W/O ujë në vaj, polidimetilsiloksan PDMS, reaksion zinxhir i polimerazës PCR, grumbullimi i të dhënave DAQ, derivati integral proporcional PID, reaksioni i matricës kombinuese CARMEN për vlerësimin e acidit nukleik të shumëfishtë, SARS-CoV-2, sindroma e rëndë akute e frymëmarrjes, koronavirus 2, RT Përforcimi i transkriptazës së kundërt të rekombinazës polimerazë-RPA, sinjali S/B në sfond
Koha e postimit: Shtator-15-2022
