Շնորհակալություն www.chinacdoe.com այցելելու համար:Ձեր օգտագործած բրաուզերի տարբերակը ունի սահմանափակ CSS աջակցություն:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Միևնույն ժամանակ, շարունակական աջակցությունն ապահովելու համար մենք կայքը կներկայացնենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Լաբորատորիա-չիպի վրա տեղադրված համակարգերը տեղում հնարավորություններ են առաջարկում արագ և ճշգրիտ ախտորոշման համար և օգտակար են ռեսուրսներով սահմանափակ միջավայրերում, որտեղ հասանելի չեն կենսաբժշկական սարքավորումները և պատրաստված մասնագետները:Այնուամենայնիվ, խնամքի կետի փորձարկման համակարգի ստեղծումը, որը միաժամանակ ունի բոլոր անհրաժեշտ հատկանիշները բազմաֆունկցիոնալ տրամադրման, ըստ պահանջի թողարկման, հուսալի կատարման և ռեակտիվների երկարաժամկետ պահպանման համար, մնում է գլխավոր մարտահրավեր:Այստեղ մենք նկարագրում ենք լծակով գործարկվող միկրո ճանապարհորդության անջատիչ տեխնոլոգիա, որը կարող է մանիպուլացնել հեղուկները ցանկացած ուղղությամբ, ապահովել ճշգրիտ և համաչափ արձագանք կիրառվող օդի ճնշմանը և կայուն մնալ հանկարծակի շարժումների և թրթռումների դեմ:Տեխնոլոգիայի հիման վրա մենք նաև նկարագրում ենք պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի համակարգի զարգացումը, որը միավորում է ռեագենտի ներմուծումը, խառնումը և ռեակցիայի գործառույթները՝ բոլորը մեկ գործընթացում, որն ապահովում է «նմուշի պատասխանից դուրս» կատարումը 18 հիվանդների քթի բոլոր կլինիկական նմուշների համար: Գրիպ և 18 անհատական հսկողություն՝ լյումինեսցենցիայի ինտենսիվության լավ համահունչ ստանդարտ պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի հետ (Պիրսոնի գործակիցներ > 0,9):Հիմնվելով տեխնոլոգիայի վրա՝ մենք նաև նկարագրում ենք պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի համակարգի զարգացումը, որը միավորում է ռեագենտի ներմուծումը, խառնումը և ռեակցիայի գործառույթները՝ բոլորը մեկ գործընթացում, որն ապահովում է «նմուշի պատասխանում դուրս» կատարումը 18 հիվանդի քթի բոլոր կլինիկական նմուշների համար։ Influenza-ով և 18 անհատական հսկողությամբ, լյումինեսցենցիայի ինտենսիվության լավ համահունչ ստանդարտ պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի հետ (Pearson գործակիցներ > 0,9):Основываясь на этой технологии, мы также описываем разработку системы полимеразной цепной реакции, которая объединяет функции воведения реагентов, смешивания и реакции во одном процессе, 18 пациентов с Грипп и 18 отдельных контролей, в хорошем соответствии интензивности флуоресценции со стандардной полимеразной цепной реакцией (коэффициенты Пирсона> 0,9):Հիմնվելով այս տեխնոլոգիայի վրա՝ մենք նաև նկարագրում ենք պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի համակարգի զարգացումը, որը համատեղում է ներարկման, խառնելու և արձագանքելու գործառույթները մեկ գործընթացում՝ հնարավորություն տալով 18 գրիպով հիվանդների քթի կլինիկական նմուշների դուրսբերումը:և 18 անհատական հսկողություն՝ լավ համաձայնեցնելով ստանդարտ պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի ֆլյուորեսցենտային ինտենսիվության հետ (Պիրսոնի գործակիցներ > 0,9):Այս տեխնոլոգիայի հիման վրա մենք նաև նկարագրում ենք պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի համակարգի զարգացումը, որն ինտեգրում է ռեագենտի ներարկման, խառնման և ռեակցիայի գործառույթները՝ վերլուծելու քթի բոլոր կլինիկական նմուշները 18 հիվանդի քթի նմուշներից: Գրիպի և 18 անհատական հսկողության, ֆլուորեսցենտային ինտենսիվության համընկնում: լավ ստանդարտ պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայով (Պիրսոնի գործակից > 0,9):Առաջարկվող հարթակը երաշխավորում է կենսաբժշկական վերլուծության հուսալի ավտոմատացում և այդպիսով կարող է արագացնել խնամքի կետի թեստավորման մի շարք սարքերի առևտրայնացումը:
Մարդկանց առաջացող հիվանդությունները, ինչպիսին է 2020 թվականի COVID-19 համաճարակը, որը խլել է միլիոնավոր մարդկանց կյանքեր, լուրջ վտանգ են ներկայացնում համաշխարհային առողջության և մարդկային քաղաքակրթության համար1:Հիվանդությունների վաղ, արագ և ճշգրիտ հայտնաբերումը չափազանց կարևոր է վիրուսի տարածումը վերահսկելու և բուժման արդյունքները բարելավելու համար:Հիմնական ախտորոշիչ էկոհամակարգը, որը հիմնված է կենտրոնացված լաբորատորիաների վրա, որտեղ փորձանմուշներն ուղարկվում են հիվանդանոցներ կամ ախտորոշիչ կլինիկաներ և ղեկավարվում են մասնագետների կողմից, ներկայումս սահմանափակում է մուտքը մոտ 5,8 միլիարդ մարդկանց ամբողջ աշխարհում, հատկապես նրանց, ովքեր ապրում են ռեսուրսներով սահմանափակ միջավայրերում:որտեղ թանկարժեք կենսաբժշկական սարքավորումների և որակյալ մասնագետների պակաս կա։կլինիկական բժիշկներ 2. Այսպիսով, հրատապ անհրաժեշտություն կա մշակելու էժան և օգտագործողի համար հարմար լաբորատոր համակարգ՝ խնամքի կետի վրա թեստավորման (POCT) ունակությամբ, որը կարող է բժիշկներին տրամադրել ժամանակին ախտորոշիչ տեղեկատվություն՝ տեղեկացված ախտորոշման որոշումներ կայացնելու համար: .և բուժում 3.
Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության (ԱՀԿ) ուղեցույցները նշում են, որ իդեալական POCT-ը պետք է լինի մատչելի, օգտագործողի համար հարմար (հեշտ է օգտագործել նվազագույն ուսուցմամբ), ճշգրիտ (խուսափել կեղծ բացասականից կամ կեղծ դրականից), արագ և հուսալի (ապահովել լավ կրկնելիության հատկություններ) և առաքելի (երկարաժամկետ պահեստավորման ունակ և վերջնական օգտագործողների համար մատչելի)4.Այս պահանջները բավարարելու համար POCT համակարգերը պետք է ապահովեն հետևյալ հատկանիշները՝ բազմակողմանի չափաբաժին` ձեռքով միջամտությունը նվազեցնելու համար, ըստ պահանջի թողարկում մասշտաբային ռեագենտի տեղափոխում` ճշգրիտ փորձարկման արդյունքների համար և հուսալի կատարում` դիմադրելու շրջակա միջավայրի թրթռմանը:Ներկայումս ամենալայն կիրառվող POCT սարքը կողային հոսքի ժապավենն է5,6, որը բաղկացած է ծակոտկեն նիտրոցելյուլոզային թաղանթների մի քանի շերտերից, որոնք առաջ են մղում նմուշի շատ փոքր քանակություն՝ մազանոթային ուժով արձագանքելով նախապես անշարժացված ռեակտիվների հետ:Թեև դրանք ունեն ցածր գնի, օգտագործման հեշտության և արագ արդյունքների առավելությունը, հոսքի շերտի վրա հիմնված POCT սարքերը կարող են օգտագործվել միայն կենսաբանական թեստերի համար (օրինակ՝ գլյուկոզայի թեստեր7,8 և հղիության թեստեր9,10)՝ առանց բազմափուլ անալիզ պահանջելու:ռեակցիաներ (օրինակ՝ մի քանի ռեակտիվների բեռնում, խառնում, մուլտիպլեքսավորում):Բացի այդ, շարժիչ ուժերը, որոնք վերահսկում են հեղուկի շարժումը (այսինքն, մազանոթային ուժերը) լավ հետևողականություն չեն ապահովում, հատկապես խմբաքանակների միջև, ինչը հանգեցնում է վատ վերարտադրելիության11 և կողային հոսքի գոտիները հիմնականում օգտակար են լավ հայտնաբերման համար12,13:
Միկրո և նանո մասշտաբով ընդլայնված արտադրական կարողությունները հնարավորություններ են ստեղծել քանակական չափումների համար միկրոհեղուկ POCT սարքերի մշակման համար14,15,16,17:Կարգավորելով 18, 19 միջերեսի հատկությունները և 20, 21, 22 ալիքների երկրաչափությունը, կարելի է վերահսկել այս սարքերի մազանոթային ուժը և հոսքի արագությունը:Այնուամենայնիվ, դրանց հուսալիությունը, հատկապես խիստ թրջված հեղուկների համար, մնում է անընդունելի՝ արտադրական անճշտությունների, նյութական թերությունների և շրջակա միջավայրի թրթռումների նկատմամբ զգայունության պատճառով:Բացի այդ, քանի որ հեղուկ-գազի միջերեսում ստեղծվում է մազանոթային հոսք, լրացուցիչ հոսք չի կարող ներմուծվել, հատկապես միկրոհեղուկ ալիքը հեղուկով լցնելուց հետո:Հետևաբար, ավելի բարդ հայտնաբերման համար պետք է կատարվեն նմուշի ներարկման մի քանի քայլ24,25:
Միկրոհեղուկ սարքերի շարքում կենտրոնախույս միկրոհեղուկ սարքերը ներկայումս լավագույն լուծումներից են POCT26,27-ի համար:Դրա շարժիչ մեխանիզմը ձեռնտու է նրանով, որ շարժիչ ուժը կարող է կառավարվել պտտման արագությունը կարգավորելու միջոցով:Այնուամենայնիվ, թերությունն այն է, որ կենտրոնախույս ուժը միշտ ուղղված է սարքի արտաքին եզրին, ինչը դժվարացնում է ավելի բարդ վերլուծությունների համար պահանջվող բազմաքայլ ռեակցիաների իրականացումը:Չնայած նրան, որ լրացուցիչ շարժիչ ուժեր (օրինակ՝ մազանոթներ 28, 29 և շատ ուրիշներ 30, 31, 32, 33, 34, 35), բացի կենտրոնախույս ուժից, ներդրվում են բազմաֆունկցիոնալ դոզավորման համար, այնուամենայնիվ, հեղուկի չնախատեսված փոխանցումը դեռևս կարող է տեղի ունենալ, քանի որ այդ լրացուցիչ ուժերը սովորաբար կարգի են։ կենտրոնախույս ուժից ցածր ուժգնությամբ՝ դրանք արդյունավետ դարձնելով միայն փոքր գործառնական տիրույթներում կամ անհասանելի են ըստ պահանջի հեղուկի արձակման դեպքում:Օդաճնշական մանիպուլյացիաների ընդգրկումը կենտրոնախույս միկրոհեղուկների մեջ, ինչպիսիք են կենտրոնախույս կինետիկ մեթոդները 36, 37, 38, ջերմապնևմատիկ մեթոդները 39 և ակտիվ օդաճնշական մեթոդները 40, ապացուցվել է, որ գրավիչ այլընտրանք է:Հակաֆուգոդինամիկ մոտեցմամբ սարքի մեջ ինտեգրվում են լրացուցիչ խոռոչ և միացնող միկրոալիքներ ինչպես արտաքին, այնպես էլ ներքին գործողության համար, թեև դրա պոմպային արդյունավետությունը (75% -ից մինչև 90%) մեծապես կախված է պոմպային ցիկլերի քանակից և մածուցիկությունից: հեղուկից։Ջերմապնևմատիկ մեթոդով լատեքսային թաղանթը և հեղուկի փոխանցման խցիկը հատուկ նախագծված են մուտքը փակելու կամ նորից բացելու համար, երբ թակարդված օդի ծավալը տաքացվում կամ սառչում է:Այնուամենայնիվ, ջեռուցման/հովացման կարգավորումը առաջացնում է դանդաղ արձագանքման խնդիրներ և սահմանափակում դրա օգտագործումը ջերմազգայուն վերլուծություններում (օրինակ՝ պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայի (PCR) ուժեղացում):Ակտիվ օդաճնշական մոտեցման դեպքում, ըստ պահանջի ազատման և ներքևի շարժը ձեռք է բերվում բարձր արագությամբ շարժիչների կողմից դրական ճնշման և ճշգրիտ համապատասխանեցված պտտման արագությունների միաժամանակյա կիրառման միջոցով:Կան այլ հաջողված մոտեցումներ, որոնք օգտագործում են միայն օդաճնշական ակտուատորներ (դրական ճնշում 41, 42 կամ բացասական ճնշում 43) և սովորաբար փակ փականների ձևավորում:Օդաճնշական խցիկում հաջորդաբար ճնշում գործադրելով՝ հեղուկը պոմպացված է առաջ, իսկ սովորաբար փակ փականը կանխում է հեղուկի հետհոսքը պերիստալտիկայի պատճառով՝ այդպիսով իրականացնելով հեղուկի բարդ գործողություններ:Այնուամենայնիվ, ներկայումս կան միայն սահմանափակ քանակությամբ միկրոհեղուկ տեխնոլոգիաներ, որոնք կարող են կատարել հեղուկի բարդ գործողություններ մեկ POCT սարքում, ներառյալ բազմաֆունկցիոնալ դիսպենսեր, ըստ պահանջի թողարկում, հուսալի կատարում, երկարաժամկետ պահեստավորում, բարձր մածուցիկության հեղուկների մշակում, և ծախսարդյունավետ արտադրություն:Բոլորը միևնույն ժամանակ։Բազմաստիճան ֆունկցիոնալ գործողության բացակայությունը կարող է նաև լինել պատճառներից մեկը, որ միայն մի քանի POCT ապրանքներ, ինչպիսիք են Cepheid-ը, Binx-ը, Visby-ը, Cobas Liat-ը և Rhonda-ն, հաջողությամբ ներկայացվել են բաց շուկայում մինչ օրս:
Այս հոդվածում մենք առաջարկում ենք օդաճնշական միկրոհեղուկ մղիչ՝ հիմնված կանաչ օղակի միկրո անջատիչ տեխնոլոգիայի (FAST) վրա:FAST-ը միաժամանակ համատեղում է բոլոր անհրաժեշտ հատկությունները միկրոլիտրից մինչև միլիլիտր ռեագենտների լայն տեսականի համար:FAST-ը բաղկացած է առաձգական թաղանթներից, լծակներից և բլոկներից:Առանց օդային ճնշման կիրառման, թաղանթները, լծակները և բլոկները կարող են սերտորեն փակվել, իսկ ներսում գտնվող հեղուկը երկար ժամանակ պահել:Երբ համապատասխան ճնշում է գործադրվում և ճշգրտվում լծակի երկարությանը, դիֆրագմը ընդլայնվում է և մղում լծակը բաց դիրքի, ինչը թույլ է տալիս հեղուկի միջով անցնել:Սա թույլ է տալիս հեղուկների բազմաֆունկցիոնալ չափում կասկադով, միաժամանակյա, հաջորդական կամ ընտրովի:
Մենք մշակել ենք PCR համակարգ՝ օգտագործելով FAST-ը՝ գրիպի A և B վիրուսների (IAV և IBV) հայտնաբերման համար պատասխան նմուշի արդյունքներ ստանալու համար:Մենք հասանք հայտնաբերման (LOD) ստորին սահմանին՝ 102 օրինակ/մլ, մեր մուլտիպլեքսային վերլուծությունը ցույց տվեց հատուկություն IAV-ի և IBV-ի համար և թույլ տվեց գրիպի վիրուսի պաթոտիպավորումը:Կլինիկական թեստավորման արդյունքները, օգտագործելով 18 հիվանդի և 18 առողջ անհատի քթի շվաբրի նմուշը, ցույց են տալիս լյումինեսցենտային ինտենսիվության լավ համապատասխանություն ստանդարտ RT-PCR-ի հետ (Pearson գործակիցներ > 0,9):Կլինիկական թեստավորման արդյունքները, օգտագործելով 18 հիվանդի և 18 առողջ անհատի քթի շվաբրի նմուշը, ցույց են տալիս լյումինեսցենտային ինտենսիվության լավ համապատասխանություն ստանդարտ RT-PCR-ի հետ (Pearson գործակիցներ > 0,9):Результаты клинических испытаний с использованием образца мазка из носа от 18 пациентов и 18 здоровых лиц показывают хорошее соответствие интензивности флуоресценции стандартной ОТ-Прцыты >9, (0):18 հիվանդի և 18 առողջ անհատի քթի շվաբրի նմուշի օգտագործմամբ կլինիկական փորձարկումների արդյունքները ցույց են տալիս լավ համաձայնություն ստանդարտ RT-PCR-ի ֆլյուորեսցենտային ինտենսիվության միջև (Pearson-ի գործակիցներ > 0,9):0.9) .................................. Результаты клинических испытаний с использованием образцов назальных мазков от 18 пациентов и 18 здоровых лиц показали хорошее соответствие между интенсивностью флуоресценции и флуоресценции ипсопэнтых (9,00):18 հիվանդի և 18 առողջ անհատի քթի շվաբրի նմուշների օգտագործմամբ կլինիկական փորձարկումների արդյունքները ցույց են տվել լավ համաձայնություն ֆլյուորեսցենցիայի ինտենսիվության և ստանդարտ RT-PCR-ի միջև (Pearson-ի գործակից > 0,9):FAST-POCT սարքի նյութական գնահատված արժեքը մոտավորապես ԱՄՆ դոլար է (Լրացուցիչ աղյուսակ 1) և կարող է հետագայում կրճատվել՝ օգտագործելով արտադրության լայնածավալ մեթոդները (օրինակ՝ ներարկման ձևավորում):Փաստորեն, FAST-ի վրա հիմնված POCT սարքերն ունեն ԱՀԿ-ի կողմից հանձնարարված բոլոր անհրաժեշտ հատկանիշները և համատեղելի են կենսաքիմիական փորձարկման նոր մեթոդների հետ, ինչպիսիք են պլազմայի ջերմային ցիկլավորումը44, ուժեղացումից զերծ իմունովերլուծությունները45 և նանոմարմնի ֆունկցիոնալացման թեստերը46, որոնք հանդիսանում են POCT համակարգերի հիմքը:հնարավորություն։
Նկ.1a ցույց է տալիս FAST-POCT պլատֆորմի կառուցվածքը, որը բաղկացած է չորս հեղուկ խցիկներից՝ նախնական պահեստային խցիկ, խառնիչ պալատ, ռեակցիայի պալատ և թափոնների խցիկ:Հեղուկի հոսքի վերահսկման բանալին FAST դիզայնն է (կազմված է առաձգական թաղանթներից, լծակներից և բլոկներից), որը գտնվում է նախնական պահեստավորման և խառնիչ պալատում:Որպես օդաճնշական ակտիվացման մեթոդ՝ FAST դիզայնն ապահովում է հեղուկի հոսքի ճշգրիտ կառավարում, ներառյալ փակ/բաց միացում, բազմակողմանի չափաբաժին, հեղուկի պահանջարկի թողարկում, հուսալի շահագործում (օրինակ՝ շրջակա միջավայրի թրթռումների նկատմամբ անզգայունություն) և երկարաժամկետ պահեստավորում:FAST-POCT պլատֆորմը բաղկացած է չորս շերտերից՝ թիկունքային շերտ, առաձգական թաղանթային շերտ, պլաստիկ թաղանթային շերտ և ծածկույթ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1b-ում ընդլայնված տեսքով (մանրամասն ներկայացված է նաև լրացուցիչ նկարներում S1 և S2): )Բոլոր ալիքները և հեղուկների տեղափոխման խցիկները (օրինակ՝ նախնական պահեստավորման և ռեակցիայի խցիկները) ներկառուցված են PLA (պոլիկաթթու) ենթաշերտերում, որոնց հաստությունը տատանվում է 0,2 մմ-ից (ամենաբարակ մասը) մինչև 5 մմ:Էլաստիկ թաղանթի նյութը 300 մկմ հաստությամբ PDMS է, որը հեշտությամբ ընդլայնվում է, երբ օդի ճնշումը կիրառվում է իր «բարակ հաստության» և էլաստիկության ցածր մոդուլի պատճառով (մոտ 2,25 ՄՊա47):Պոլիէթիլենային թաղանթի շերտը պատրաստված է 100 մկմ հաստությամբ պոլիէթիլենային տերեֆտալատից (PET), որպեսզի պաշտպանի առաձգական թաղանթը օդի ճնշման պատճառով ավելորդ դեֆորմացիայից:Համապատասխան խցիկներին՝ ենթաշերտը ունի լծակներ, որոնք կապված են ծածկույթի շերտին (պատրաստված PLA-ից) ծխնիներով՝ հեղուկի հոսքը վերահսկելու համար։Էլաստիկ թաղանթը սոսնձվել է թիկունքային շերտի վրա՝ օգտագործելով երկկողմանի կպչուն ժապավեն (ARseal 90880) և ծածկվել պլաստիկ թաղանթով:Երեք շերտեր հավաքվել են ենթաշերտի վրա՝ օգտագործելով T-clip դիզայնը ծածկույթի շերտում:T-սեղմակը երկու ոտքերի միջև բաց է:Երբ սեղմակը մտցվեց ակոսի մեջ, երկու ոտքերը թեթևակի թեքվեցին, այնուհետև վերադարձան իրենց սկզբնական վիճակին և ամուր կապեցին կափարիչը և թիկունքը, երբ անցնում էին ակոսի միջով (Լրացուցիչ նկար S1):Այնուհետև չորս շերտերը հավաքվում են միակցիչների միջոցով:
Պլատֆորմի սխեմատիկ դիագրամ, որը ցույց է տալիս FAST-ի տարբեր ֆունկցիոնալ խցիկներն ու առանձնահատկությունները:b FAST-POCT հարթակի ընդլայնված դիագրամ:գ Հարթակի լուսանկարը ԱՄՆ քառորդ դոլարի մետաղադրամի կողքին։
FAST-POCT պլատֆորմի աշխատանքային մեխանիզմը ներկայացված է Նկար 2-ում: Հիմնական բաղադրիչներն են բազային շերտի բլոկները և ծածկույթի վրա գտնվող ծխնիները, ինչը հանգեցնում է միջամտության ձևավորման, երբ չորս շերտերը հավաքվում են T- ձևով: .Երբ օդի ճնշումը չի կիրառվում (նկ. 2ա), միջամտության տեղադրումը հանգեցնում է կախվածքի թեքման և դեֆորմացմանը, և լծակի միջով կիրառվում է կնքման ուժ՝ առաձգական թաղանթը բլոկին սեղմելու համար, և հեղուկը սահմանվում է կնիքի խոռոչում: որպես կնքված պետություն:Հարկ է նշել, որ այս վիճակում լծակը թեքված է դեպի դուրս, ինչպես ցույց է տրված 2ա-ի կողային տեսքից:Երբ օդը մատակարարվում է (նկ. 2բ), առաձգական թաղանթը ընդլայնվում է դեպի դուրս՝ դեպի ծածկը և լծակը վեր է մղում՝ այդպիսով բացելով լծակի և բլոկի միջև բացը, որպեսզի հեղուկը հոսի հաջորդ խցիկ, որը սահմանվում է որպես բաց վիճակ։ .Օդի ճնշումից ազատվելուց հետո լծակը կարող է վերադառնալ իր սկզբնական դիրքին և ամուր մնալ կախվածքի առաձգականության պատճառով:Լծակի շարժումների տեսանյութերը ներկայացված են լրացուցիչ S1 ֆիլմում:
A. Սխեմատիկ դիագրամ և լուսանկարներ, երբ փակ է:Ճնշման բացակայության դեպքում լծակը սեղմում է թաղանթը բլոկի վրա, և հեղուկը կնքվում է:բ Լավ վիճակում։Երբ ճնշում է գործադրվում, թաղանթը ընդլայնվում է և լծակը վեր է մղում, այնպես որ ալիքը բացվում է և հեղուկը կարող է հոսել:գ Որոշեք կրիտիկական ճնշման բնորոշ չափը:Հատկանշական չափերը ներառում են լծակի երկարությունը (L), սահիկի և ծխնի միջև հեռավորությունը (l) և լծակի ելուստի հաստությունը (t):Fs-ը սեղմման ուժն է շնչափող կետում B. q-ը լծակի վրա հավասարաչափ բաշխված բեռն է:Tx*-ը ներկայացնում է կախովի լծակի կողմից մշակված ոլորող մոմենտը:Կրիտիկական ճնշումը այն ճնշումն է, որն անհրաժեշտ է լծակը բարձրացնելու և հեղուկը հոսելու համար:դ Կրիտիկական ճնշման և տարրի չափի փոխհարաբերությունների տեսական և փորձարարական արդյունքները:Կատարվել է n = 6 անկախ փորձ, և տվյալները ցուցադրվում են որպես ± ստանդարտ շեղում:Հում տվյալները ներկայացվում են որպես չմշակված տվյալների ֆայլեր:
Ճառագայթի տեսության վրա հիմնված վերլուծական մոդել է մշակվել՝ վերլուծելու համար կրիտիկական ճնշման Pc-ի կախվածությունը, որի դեպքում բացը բացվում է երկրաչափական պարամետրերից (օրինակ՝ L-ը լծակի երկարությունն է, l-ը՝ բլոկի և բլոկի միջև եղած հեռավորությունը։ կրունկ, S-ը լծակն է Հեղուկի t-ի հետ շփման տարածքը լծակի ելուստի հաստությունն է, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2c-ում):Ինչպես մանրամասնված է Լրացուցիչ նշումներում և Լրացուցիչ Նկար S3-ում, բացը բացվում է, երբ \({P}_{c}\ge \frac{2{F}_{s}l}{SL}\), որտեղ Fs ոլորող մոմենտն է: \ ({T}_{x}^{\ast}(={F}_{s}l)\) միջամտության հետ կապված ուժերը վերացնելու և ծխնիի թեքման պատճառ դառնալու համար:Փորձարարական արձագանքը և վերլուծական մոդելը ցույց են տալիս լավ համաձայնություն (նկ. 2d), ցույց տալով, որ կրիտիկական ճնշումը Pc մեծանում է t/l-ի ավելացման և L-ի նվազման հետ, ինչը հեշտությամբ բացատրվում է դասական ճառագայթային մոդելով, այսինքն՝ մոմենտը մեծանում է t/Lift-ով: .Այսպիսով, մեր տեսական վերլուծությունը հստակ ցույց է տալիս, որ կրիտիկական ճնշումը կարող է արդյունավետորեն վերահսկվել՝ կարգավորելով լծակի երկարությունը L և t/l հարաբերակցությունը, ինչը կարևոր հիմք է տալիս FAST-POCT հարթակի նախագծման համար:
FAST-POCT պլատֆորմն ապահովում է բազմաֆունկցիոնալ դիսպենսացիա (ցուցված է Նկար 3ա-ում՝ ներդիրով և փորձով), որը հաջողված POCT-ի ամենակարևոր հատկանիշն է, որտեղ հեղուկները կարող են հոսել ցանկացած ուղղությամբ և ցանկացած կարգով (կասկադ, համաժամանակյա, հաջորդական) կամ ընտրովի բազմալիք։ բաշխում .- դոզավորման գործառույթ:Նկ.3a(i)-ը ցույց է տալիս կասկադային դոզավորման ռեժիմը, որտեղ երկու կամ ավելի խցիկներ կասկադացված են՝ օգտագործելով բլոկներ՝ տարբեր ռեակտիվները բաժանելու համար և լծակ՝ բաց և փակ վիճակները կառավարելու համար:Երբ ճնշումը կիրառվում է, հեղուկը հոսում է վերին խցիկից դեպի ստորին խցիկ կասկադային եղանակով:Պետք է նշել, որ կասկադի խցիկները կարող են լցվել թաց քիմիական նյութերով կամ չոր քիմիական նյութերով, ինչպիսիք են լիոֆիլացված փոշիները:Նկար 3ա(i)-ի փորձի ժամանակ վերին խցիկից կարմիր թանաքը կապույտ ներկի փոշու հետ (պղնձի սուլֆատ) հոսում է երկրորդ խցիկ և դառնում մուգ կապույտ, երբ հասնում է ստորին խցիկին:Այն նաև ցույց է տալիս պոմպային հեղուկի կառավարման ճնշումը:Նմանապես, երբ մեկ լծակ միացված է երկու խցիկի, այն դառնում է միաժամանակյա ներարկման ռեժիմ, ինչպես ցույց է տրված նկ.3a(ii), որտեղ ճնշումը կիրառելիս հեղուկը կարող է հավասարաչափ բաշխվել երկու կամ ավելի խցիկների վրա:Քանի որ կրիտիկական ճնշումը կախված է լծակի երկարությունից, լծակի երկարությունը կարող է ճշգրտվել՝ հասնելու հաջորդական ներարկման օրինակին, ինչպես ցույց է տրված նկ.3ա (iii).Երկար լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_long) միացված էր B խցիկին և կարճ լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_short > Pc_long) միացված էր խցիկին A: Քանի որ ճնշումը P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) կիրառվեց, միայն կարմիր գույնի հեղուկը: կարող է հոսել դեպի B խցիկ, և երբ ճնշումը բարձրացվեց մինչև P2 (> Pc_short), կապույտ հեղուկը կարող է հոսել դեպի խցիկ A: Այս հաջորդական ներարկման ռեժիմը կիրառվում է տարբեր հեղուկների համար, որոնք հաջորդաբար փոխանցվում են իրենց հարակից խցիկներին, ինչը կարևոր է հաջող POCT-ի համար: սարքը։Երկար լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_long) միացված էր B խցիկին և կարճ լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_short > Pc_long) միացված էր խցիկին A: Քանի որ ճնշումը P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) կիրառվեց, միայն կարմիր գույնի հեղուկը: կարող է հոսել դեպի B խցիկ, և երբ ճնշումը բարձրացվեց մինչև P2 (> Pc_short), կապույտ հեղուկը կարող է հոսել դեպի խցիկ A: Այս հաջորդական ներարկման ռեժիմը կիրառվում է տարբեր հեղուկների համար, որոնք հաջորդաբար փոխանցվում են իրենց հարակից խցիկներին, ինչը կարևոր է հաջող POCT-ի համար: սարքը։Длинный рычаг (с критическим давлением Pc_long) был соединен с камерой B, а короткий рычаг (с критическим давлением Pc_short > Pc_long) был соединен с камерой A. Приложении Pc_long (Pc_long) сть, выделенная красным может течь в камеру B, и когда давление было увеличено до P2 (> Pc_short), синяя жидкость може да течь в камеру А то имеет решающее значение для հաջողй POCT.Երկար լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_long) միացված էր B խցիկին, իսկ կարճ լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_short > Pc_long) միացված էր A խցիկին: Երբ ճնշում P1 (Pc_long < P1 < Pc_short), ընդգծվում է միայն հեղուկը: կարմիր գույնով կարող է հոսել B խցիկ, և երբ ճնշումը բարձրացվի մինչև P2 (> Pc_short), կապույտ հեղուկը կարող է հոսել A խցիկ: Այս հաջորդական ներարկման ռեժիմը կիրառվում է տարբեր հեղուկների վրա, որոնք հաջորդաբար փոխանցվում են համապատասխան խցիկներ, ինչը կարևոր է: հաջողակ POCT-ի համար:սարքը։ Длинный рычаг (критическое давление Pc_long) соединен с камерой B, а короткий рычаг (критическое давление Pc_short > Pc_long) соединен с камерой A.Երկար թեւը (կրիտիկական ճնշում Pc_long) միացված է խցիկին B, իսկ կարճ թեւը (կրիտիկական ճնշում Pc_short > Pc_long) միացված է խցիկին A:Pc_long < P1 < Pc_short) ներդիրում B-ն կարող է փակցնել только красная жидкость, а при увеличении давления до P2 (> Pc_short) ներդիրում A-ն կարող է փակցված լինել սինյայա կյանքը:Երբ ճնշումը P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) կիրառվում է, միայն կարմիր հեղուկը կարող է մտնել B խցիկ, իսկ երբ ճնշումը մեծանում է մինչև P2 (> Pc_short), կապույտ հեղուկը կարող է մտնել A խցիկ: Այս հաջորդական ներարկման ռեժիմը հարմար է հաջորդական փոխանցման համար: տարբեր հեղուկներ համապատասխան խցիկներում, ինչը կարևոր է POCT սարքի հաջող աշխատանքի համար:Նկար 3a(iv) ցույց է տալիս ընտրովի ներարկման ռեժիմը, որտեղ հիմնական խցիկը ուներ կարճ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_short) և երկար լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_long <Pc_short), որոնք միացված էին համապատասխանաբար A և B պալատին: մեկ այլ օդային ալիք, որը միացված է B խցիկին: Հեղուկը A խցիկ տեղափոխելու համար սարքի վրա միաժամանակ կիրառվել է ճնշում P1 (Pc_long < P1 < Pc_short) և P2 (P2 > P1) P1 + P2 > Pc_short:Նկար 3a(iv) ցույց է տալիս ընտրովի ներարկման ռեժիմը, որտեղ հիմնական խցիկը ուներ կարճ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_short) և երկար լծակ (կրիտիկական ճնշմամբ Pc_long
Բազմաֆունկցիոնալ հանձնարարության նկարազարդում, այսինքն՝ (i) կասկադային, (ii) միաժամանակյա, (iii) հաջորդական և (iv) ընտրովի հանձնարարություն:Կորերը ներկայացնում են այս չորս բաշխման ռեժիմների աշխատանքային ընթացքը և պարամետրերը:բ Դիոնացված ջրի և էթանոլի երկարատև պահպանման փորձարկումների արդյունքները:Կատարվել են n = 5 անկախ փորձեր, և տվյալները ցուցադրվում են որպես ± sd c:Կայունության թեստի ցուցադրում, երբ FAST սարքը և մազանոթ փականը (CV) սարքը գտնվում էին (i) ստատիկ և (ii) թրթռացող վիճակում:(iii) Ծավալն ընդդեմ ժամանակի FAST և CV սարքերի տարբեր անկյունային հաճախականությունների:դ (i) FAST սարքի և (ii) CV սարքի պահանջով թեստի արդյունքների հրապարակում։(iii) Ընթացիկ ճնշման ռեժիմ օգտագործող FAST և CV սարքերի ծավալի և ժամանակի միջև կապը:Բոլոր մասշտաբային ձողեր, 1 սմ:Հում տվյալները տրամադրվում են որպես չմշակված տվյալների ֆայլեր:
Ռեակտիվների երկարաժամկետ պահպանումը հաջողակ POCT սարքի ևս մեկ կարևոր հատկանիշ է, որը թույլ կտա չվերապատրաստված անձնակազմին աշխատել բազմաթիվ ռեակտիվներով:Թեև շատ տեխնոլոգիաներ ցույց են տվել երկարաժամկետ պահեստավորման իրենց ներուժը (օրինակ՝ 35 միկրոդիսպենսերներ, 48 բլիստերի տուփ և 49 ձողիկներ), փաթեթը տեղավորելու համար պահանջվում է հատուկ ընդունիչ խցիկ, ինչը մեծացնում է ծախսերն ու բարդությունը.Ավելին, պահեստավորման այս մեխանիզմները թույլ չեն տալիս ըստ պահանջի բաշխել և հանգեցնում են ռեագենտների վատնման՝ փաթեթավորման մնացորդների պատճառով:Երկարաժամկետ պահեստավորման հնարավորությունը ստուգվել է արագացված կյանքի փորձարկում անցկացնելով՝ օգտագործելով CNC մշակված PMMA նյութը՝ դրա թեթև կոշտության և գազի թափանցման նկատմամբ դիմադրության պատճառով (Լրացուցիչ նկար S5):Փորձարկման ապարատը 9 օրվա ընթացքում 65°C-ում լցվել է դեիոնացված ջրով (դեիոնացված ջուր) և 70% էթանոլով (ցնդող ռեակտիվներ մոդելավորող):Ե՛վ դեոնացված ջուրը, և՛ էթանոլը պահվում էին ալյումինե փայլաթիթեղի միջոցով՝ արգելափակելու մուտքը վերևից:Գրականության մեջ ներկայացված Arrhenius-ի հավասարումը և ներթափանցման ակտիվացման էներգիան50,51 օգտագործվել են իրական ժամանակի համարժեքը հաշվարկելու համար:Նկ.3b-ը ցույց է տալիս քաշի կորստի միջին արդյունքները 5 նմուշների համար, որոնք պահվում են 65°C-ում 9 օր շարունակ, որը համարժեք է 0,30% դեիոնացված ջրի և 0,72% 70% էթանոլի համար 2 տարվա ընթացքում 23°C ջերմաստիճանում:
Նկ.3c ցույց է տալիս թրթռման թեստը:Քանի որ մազանոթ փականը (CV) հեղուկի հետ աշխատելու ամենատարածված մեթոդն է գոյություն ունեցող POCT28,29 սարքերի մեջ, համեմատության համար օգտագործվել է 300 մկմ լայնությամբ և 200 մկ խորությամբ CV սարքը:Կարելի է տեսնել, որ երբ երկու սարքերը մնում են անշարժ, FAST-POCT հարթակի հեղուկը փակվում է, իսկ CV սարքի հեղուկը արգելափակվում է ալիքի հանկարծակի ընդլայնման պատճառով, ինչը նվազեցնում է մազանոթային ուժերը:Այնուամենայնիվ, երբ ուղեծրային վիբրատորի անկյունային հաճախականությունը մեծանում է, FAST-POCT հարթակի հեղուկը մնում է փակ, բայց CV սարքի հեղուկը հոսում է ստորին խցիկ (տես նաև Լրացուցիչ ֆիլմ S3):Սա հուշում է, որ FAST-POCT պլատֆորմի դեֆորմացվող ծխնիները կարող են ուժեղ մեխանիկական ուժ կիրառել մոդուլի վրա՝ խցիկի հեղուկը սերտորեն փակելու համար:Այնուամենայնիվ, CV սարքերում հեղուկը պահպանվում է պինդ, օդային և հեղուկ փուլերի միջև հավասարակշռության պատճառով՝ ստեղծելով անկայունություն, իսկ թրթռումները կարող են խախտել հավասարակշռությունը և առաջացնել հոսքի անսպասելի վարք:FAST-POCT պլատֆորմի առավելությունն այն է, որ այն ապահովում է հուսալի ֆունկցիոնալություն և խուսափում է խափանումներից թրթռումների առկայության դեպքում, որոնք սովորաբար տեղի են ունենում առաքման և շահագործման ընթացքում:
FAST-POCT պլատֆորմի մեկ այլ կարևոր առանձնահատկությունն այն է՝ ըստ պահանջի թողարկումը, որը քանակական վերլուծության հիմնական պահանջն է:Նկ.3d-ը համեմատում է FAST-POCT հարթակի և CV սարքի ըստ պահանջի թողարկումը:Սկսած թզ.3d(iii) մենք տեսնում ենք, որ FAST սարքը արագ արձագանքում է ճնշման ազդանշանին:FAST-POCT հարթակի վրա ճնշում գործադրելիս հեղուկը հոսում էր, երբ ճնշումն ազատվում էր, հոսքը անմիջապես դադարեցվում էր (նկ. 3d(i)):Այս գործողությունը կարելի է բացատրել կրունկի արագ առաձգական վերադարձով, որը լծակը հետ է սեղմում բլոկին՝ փակելով խցիկը:Այնուամենայնիվ, հեղուկը շարունակեց հոսել CV սարքում, որն ի վերջո հանգեցրեց անսպասելի հեղուկի ծավալին մոտավորապես 100 մկլ ճնշումից հետո (Նկար 3d(ii) և Լրացուցիչ ֆիլմ S4):Սա կարելի է բացատրել առաջին ներարկումից հետո CV-ի ամբողջական թրջումից հետո մազանոթային կապի ազդեցության անհետացումով:
Միևնույն սարքում տարբեր թրջողությամբ և մածուցիկությամբ հեղուկներ վարելու ունակությունը մնում է մարտահրավեր POCT հավելվածների համար:Վատ խոնավությունը կարող է հանգեցնել արտահոսքի կամ այլ անսպասելի հոսքի վարքագծի ալիքներում, և օժանդակ սարքավորումներ, ինչպիսիք են պտտվող խառնիչները, ցենտրիֆուգները և ֆիլտրերը, հաճախ պահանջվում են բարձր մածուցիկ հեղուկներ պատրաստելու համար 52 :Մենք փորձարկեցինք կրիտիկական ճնշման և հեղուկի հատկությունների միջև կապը (խոնավության և մածուցիկության լայն շրջանակով):Արդյունքները ներկայացված են Աղյուսակ 1-ում և Տեսանյութ S5-ում:Տեսանելի է, որ խցիկում կարող են փակվել տարբեր թրջելիության և մածուցիկության հեղուկներ, և երբ ճնշում է գործադրվում, նույնիսկ մինչև 5500 cP մածուցիկությամբ հեղուկները կարող են տեղափոխվել հարակից խցիկ, ինչը հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել բարձր նմուշներ: մածուցիկություն (այսինքն՝ թուք, շատ մածուցիկ նմուշ, որն օգտագործվում է շնչառական հիվանդությունների ախտորոշման համար):
Համատեղելով վերը նշված բազմաֆունկցիոնալ դիսպենսերական սարքերը, կարող է մշակվել FAST-ի վրա հիմնված POCT սարքերի լայն տեսականի:Օրինակը ներկայացված է Նկար 1-ում: Կայանը պարունակում է նախնական պահեստային խցիկ, խառնիչ պալատ, ռեակցիայի խցիկ և թափոնների խցիկ:Ռեակտիվները կարող են երկար ժամանակ պահվել նախնական պահեստավորման խցիկում, այնուհետև լիցքաթափվել խառնիչ խցիկ:Ճիշտ ճնշման դեպքում խառը ռեակտիվները կարող են ընտրողաբար տեղափոխվել թափոնների խցիկ կամ ռեակցիայի պալատ:
Քանի որ PCR-ի հայտնաբերումը ոսկե ստանդարտ է պաթոգենների հայտնաբերման համար, ինչպիսիք են H1N1-ը և COVID-19-ը և ներառում է ռեակցիայի բազմաթիվ քայլեր, մենք որպես հավելված օգտագործել ենք PCR-ի հայտնաբերման FAST-POCT հարթակը:Նկ.4-ը ցույց է տալիս PCR թեստավորման գործընթացը՝ օգտագործելով FAST-POCT հարթակը:Սկզբում լուծվող ռեակտիվը, մագնիսական միկրոբշտիկների ռեագենտը, լվացման լուծույթը A և լվացման լուծույթը W պիպետտացվել են համապատասխանաբար E, M, W1 և W2 նախապահպանման խցիկներում:ՌՆԹ-ի կլանման փուլերը ներկայացված են նկ.4ա և հետևյալն են. (1) երբ կիրառվում է P1 ճնշումը (=0,26 բար), նմուշը տեղափոխվում է M խցիկ և թափվում խառնիչ խցիկ:(2) Օդի ճնշումը P2 (= 0,12 բար) մատակարարվում է խառնիչ խցիկի հատակին միացված Ա պորտի միջոցով:Թեև մի շարք խառնման մեթոդներ ցույց են տվել իրենց ներուժը POCT հարթակներում հեղուկներ խառնելու համար (օրինակ՝ օձային խառնում 53, պատահական խառնում 54 և խմբաքանակի խառնում 55), դրանց խառնման արդյունավետությունն ու արդյունավետությունը դեռևս բավարար չէ:Այն ընդունում է պղպջակների խառնման մեթոդը, որի դեպքում օդը ներմուծվում է խառնիչ խցիկի ներքևում՝ հեղուկում փուչիկներ ստեղծելու համար, որից հետո հզոր հորձանուտը կարող է հասնել ամբողջական խառնման վայրկյանների ընթացքում:Կատարվել են փուչիկների խառնման փորձեր, և արդյունքները ներկայացված են լրացուցիչ Նկար S6-ում:Կարելի է տեսնել, որ երբ 0,10 բար ճնշում է գործադրվում, ամբողջական խառնումը տևում է մոտ 8 վայրկյան:Բարձրացնելով ճնշումը մինչև 0,20 բար, ամբողջական խառնումը հասնում է մոտ 2 վայրկյանում:Խառնուրդի արդյունավետության հաշվարկման մեթոդները ներկայացված են «Մեթոդներ» բաժնում:(3) Օգտագործեք ռուբիդիումի մագնիս՝ ուլունքները հանելու համար, այնուհետև սեղմեք P3 (= 0,17 բար) P պորտի միջով՝ ռեակտիվները թափոնների խցիկ տեղափոխելու համար:Նկ.4b,c-ը ցույց է տալիս լվացման քայլերը՝ նմուշից կեղտերը հեռացնելու համար՝ հետևյալ կերպ.(2) Այնուհետև կատարեք փուչիկների խառնման գործընթացը:(3) Լվացքի Ա լուծույթը տեղափոխվում է թափոնների հեղուկի խցիկ, իսկ խառնիչ խցիկի միկրոբշտիկները դուրս են քաշվում մագնիսի միջոցով:Լվացքի W-ը (նկ. 4գ) նման էր Ա-ի լվացմանը (նկ. 4բ):Հարկ է նշել, որ յուրաքանչյուր լվացման փուլ A և W կատարվել է երկու անգամ:Նկար 4d-ը ցույց է տալիս ուլունքներից ՌՆԹ-ն մաքրելու քայլերը.Էլյուացիայի և խառնուրդի ներդրման քայլերը նույնն են, ինչ վերը նկարագրված ՌՆԹ-ի կլանման և լվացման քայլերը:Քանի որ էյուցիոն ռեակտիվները տեղափոխվում են PCR ռեակցիայի խցիկ P3 և P4 ճնշումների ներքո (=0,23 բար), կրիտիկական ճնշումը հասնում է PCR ռեակցիայի պալատի թեւը կնքելու համար:Նմանապես, P4 ճնշումը նաև օգնում է փակել անցումը դեպի թափոնների խցիկ:Այսպիսով, բոլոր էլյուցիոն ռեակտիվները հավասարաչափ բաշխվեցին չորս PCR ռեակցիայի խցիկների միջև՝ մուլտիպլեքսային PCR ռեակցիաները սկսելու համար:Վերոնշյալ ընթացակարգը ներկայացված է Լրացուցիչ ֆիլմ S6-ում:
ՌՆԹ-ի կլանման քայլում նմուշը ներմուծվում է մուտքի M մուտքի մեջ և ներարկվում խառնիչ խցիկ՝ նախկինում պահված բշտիկի լուծույթի հետ միասին:Հատիկները խառնելուց և հեռացնելուց հետո ռեակտիվները բաշխվում են թափոնների խցիկի մեջ:b և c լվացման քայլերը, խառնիչ խցիկի մեջ մտցրեք նախապես պահված լվացման տարբեր ռեակտիվներ, և ուլունքները խառնելուց և հեռացնելուց հետո ռեակտիվները տեղափոխեք թափոնների հեղուկի խցիկ:դ Ելման քայլ. Էլյուցիոն ռեակտիվները ներմուծելուց, խառնելուց և բշտիկների արդյունահանումից հետո ռեակտիվները տեղափոխվում են ՊՇՌ ռեակցիայի խցիկ:Կորերը ցույց են տալիս տարբեր փուլերի աշխատանքային ընթացքը և հարակից պարամետրերը:Ճնշումը ճնշումն է, որն իրականացվում է առանձին խցիկների միջոցով:Ծավալը հեղուկի ծավալն է խառնիչ պալատում:Բոլոր մասշտաբի ձողերը 1 սմ են:Հում տվյալները տրամադրվում են որպես չմշակված տվյալների ֆայլեր:
Կատարվել է PCR փորձարկման ընթացակարգ, և Լրացուցիչ Նկար S7-ը ներկայացնում է ջերմային պրոֆիլներ, ներառյալ 20 րոպե հակադարձ տառադարձման ժամանակը և 60 րոպե ջերմային ցիկլային ժամանակը (95 և 60 °C), ընդ որում մեկ ջերմային ցիկլը 90 վրկ է (Լրացուցիչ ֆիլմ S7):.FAST-POCT-ն ավելի քիչ ժամանակ է պահանջում մեկ ջերմային ցիկլը ավարտելու համար (90 վայրկյան), քան սովորական RT-PCR-ն (180 վայրկյան մեկ ջերմային ցիկլի համար):Սա կարելի է բացատրել մակերեսի և ծավալի բարձր հարաբերակցությամբ և միկրո-ՊՇՌ ռեակցիայի պալատի ցածր ջերմային իներցիայով:Խցիկի մակերեսը 96,6 մմ2 է, իսկ խցիկի ծավալը՝ 25 մմ3, ինչը կազմում է մակերեսի և ծավալի հարաբերակցությունը մոտավորապես 3,86:Ինչպես երևում է լրացուցիչ Նկար S10-ում, մեր պլատֆորմի PCR փորձարկման տարածքը հետևի վահանակի վրա ունի ակոս, որը դարձնում է PCR խցիկի հատակը 200 մկմ հաստությամբ:Ջերմային հաղորդիչ առաձգական բարձիկ կցվում է ջերմաստիճանի կարգավորիչի ջեռուցման մակերեսին՝ ապահովելով ամուր շփում փորձարկման տուփի հետևի հետ:Սա նվազեցնում է հարթակի ջերմային իներցիան և բարելավում ջեռուցման/հովացման արդյունավետությունը:Ջերմային ցիկլի ընթացքում հարթակում ներկառուցված պարաֆինը հալվում է և հոսում ՊՇՌ ռեակցիայի խցիկ՝ հանդես գալով որպես հերմետիկ՝ ռեագենտի գոլորշիացումն ու շրջակա միջավայրի աղտոտումը կանխելու համար (տես Լրացուցիչ ֆիլմ S8):
Վերևում նկարագրված բոլոր PCR հայտնաբերման գործընթացները լիովին ավտոմատացված են՝ օգտագործելով հատուկ պատրաստված FAST-POCT գործիքը, որը բաղկացած է ծրագրավորված ճնշման կառավարման միավորից, մագնիսական արդյունահանման միավորից, ջերմաստիճանի վերահսկման միավորից և լյումինեսցենտային ազդանշանի ընդունման և մշակման միավորից:Հատկանշական է, որ մենք օգտագործեցինք FAST-POCT հարթակը ՌՆԹ-ի մեկուսացման համար, այնուհետև օգտագործեցինք արդյունահանված ՌՆԹ-ի նմուշները PCR ռեակցիաների համար՝ օգտագործելով FAST-POCT համակարգը և աշխատասեղանի PCR համակարգը համեմատության համար:Արդյունքները գրեթե նույնն էին, ինչ ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար S8-ում:Օպերատորը կատարում է մի պարզ խնդիր՝ նմուշը ներմուծում է M-խցիկ և պլատֆորմը տեղադրում գործիքի մեջ:Քանակական թեստի արդյունքները հասանելի են մոտ 82 րոպեից:FAST-POCT գործիքների մասին մանրամասն տեղեկություններ կարելի է գտնել լրացուցիչ նկարում:C9, C10 և C11:
A (IAV), B (IBV), C (ICV) և D (IDV) գրիպի վիրուսներով առաջացած գրիպը տարածված համաշխարհային երևույթ է:Դրանցից IAV-ն և IBV-ն պատասխանատու են ամենածանր դեպքերի և սեզոնային համաճարակների համար՝ վարակելով աշխարհի բնակչության 5-15%-ը, առաջացնելով 3-5 միլիոն ծանր դեպք և տարեկան 290,000-650,000 մահվան պատճառ:Շնչառական հիվանդություններ56,57.IAV-ի և IB-ի վաղ ախտորոշումը կարևոր է հիվանդացությունը և դրա հետ կապված տնտեսական բեռը նվազեցնելու համար:Հասանելի ախտորոշման մեթոդներից հակադարձ տրանսկրիպտազային պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան (RT-PCR) համարվում է առավել զգայուն, սպեցիֆիկ և ճշգրիտ (>99%)58,59:Հասանելի ախտորոշման մեթոդներից հակադարձ տրանսկրիպտազային պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան (RT-PCR) համարվում է առավել զգայուն, սպեցիֆիկ և ճշգրիտ (>99%)58,59:Среди доступных диагностических методов полимеразная цепная реакция с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) считается наиболее чувствительной, специфичной и точной (> 99%)58,59.Առկա ախտորոշման մեթոդների շարքում հակադարձ տրանսկրիպտազային պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան (RT-PCR) համարվում է առավել զգայուն, սպեցիֆիկ և ճշգրիտ (> 99%)58,59: Из доступных диагностических методов полимеразная цепная реакция с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) считается наиболее чувствительной, специјалной и точной (>99%)58,59.Առկա ախտորոշման մեթոդներից հակադարձ տրանսկրիպտազային պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան (RT-PCR) համարվում է առավել զգայուն, սպեցիֆիկ և ճշգրիտ (>99%)58,59:Այնուամենայնիվ, RT-PCR ավանդական մեթոդները պահանջում են հեղուկի կրկնակի պիպերթինգ, խառնում, բաշխում և փոխանցում՝ սահմանափակելով դրանց օգտագործումը մասնագետների կողմից ռեսուրսներով սահմանափակ միջավայրերում:Այստեղ FAST-POCT հարթակն օգտագործվել է համապատասխանաբար IAV-ի և IBV-ի PCR հայտնաբերման համար՝ դրանց հայտնաբերման ստորին սահմանը (LOD) ստանալու համար:Բացի այդ, IAV-ը և IBV-ը մուլտիպլեքսացվել են՝ տարբեր տեսակների տարբեր պաթոտիպերի միջև տարբերակելու համար՝ ապահովելով գենետիկ վերլուծության խոստումնալից հարթակ և հիվանդությունը ճշգրիտ բուժելու հնարավորություն:
Նկ.5a ցույց է տալիս HAV PCR թեստի արդյունքները, օգտագործելով 150 մկլ մաքրված վիրուսային ՌՆԹ որպես նմուշ:Նկ.5a(i)-ը ցույց է տալիս, որ HAV-ի 106 օրինակ/մլ կոնցենտրացիայի դեպքում ֆլուորեսցենտային ինտենսիվությունը (ΔRn) կարող է հասնել 0,830-ի, իսկ երբ կոնցենտրացիան նվազեցվում է մինչև 102 օրինակ/մլ, ΔRn-ը դեռ կարող է հասնել 0,365-ի, ինչը համապատասխանում է դրանից ավելի բարձր: դատարկ բացասական հսկողության խմբի (0.002), մոտ 100 անգամ ավելի բարձր:Վեց անկախ փորձերի վրա հիմնված քանակականացման համար ստեղծվել է գծային տրամաչափման կոր՝ IAV-ի լոգարիթմական կոնցենտրացիայի և ցիկլի շեմի (Ct) միջև (նկ. 5a(ii)), R2 = 0,993, տատանվում է 102-106 օրինակ/մլ-ից:արդյունքները լավ համընկնում են սովորական RT-PCR մեթոդների հետ:Նկ.5a(iii) ցույց է տալիս թեստի արդյունքների լյումինեսցենտային պատկերները FAST-POCT հարթակի 40 ցիկլից հետո:Մենք պարզեցինք, որ FAST-POCT հարթակը կարող է հայտնաբերել HAV մինչև 102 օրինակ/մլ:Այնուամենայնիվ, ավանդական մեթոդը չունի Ct արժեք 102 օրինակ/մլ, ինչը այն դարձնում է մոտ 103 օրինակ/մլ LOD:Մենք ենթադրեցինք, որ դա կարող է պայմանավորված լինել փուչիկների խառնման բարձր արդյունավետությամբ:PCR թեստային փորձեր են իրականացվել մաքրված IAV ՌՆԹ-ի վրա՝ գնահատելու խառնման տարբեր մեթոդներ, ներառյալ թափահարման խառնուրդը (խառնման նույն մեթոդը, ինչպես սովորական RT-PCR գործողության մեջ), սրվակի խառնումը (այս մեթոդը, 3 վրկ 0,12 բարում) և առանց խառնման որպես հսկիչ խումբ: ..Արդյունքները կարելի է գտնել լրացուցիչ Նկար S12-ում:Կարելի է տեսնել, որ ՌՆԹ-ի ավելի բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում (106 օրինակ/մլ), խառնման տարբեր մեթոդների Ct արժեքները գրեթե նույնն են, ինչ պղպջակների խառնման դեպքում:Երբ ՌՆԹ-ի կոնցենտրացիան իջավ մինչև 102 օրինակ/մլ, թափահարման խառնուրդը և վերահսկիչները չունեին Ct արժեքներ, մինչդեռ պղպջակների խառնուրդի մեթոդը դեռ տալիս էր 36,9 Ct արժեք, որը ցածր էր Ct-ի 38 շեմից: Արդյունքները ցույց են տալիս գերիշխող խառնման հատկանիշ: vesicles, որը նույնպես ցուցադրվել է այլ գրականության մեջ, ինչը կարող է նաև բացատրել, թե ինչու է FAST-POCT պլատֆորմի զգայունությունը մի փոքր ավելի բարձր, քան սովորական RT-PCR:Նկ.5b-ը ցույց է տալիս մաքրված IBV ՌՆԹ-ի նմուշների PCR վերլուծության արդյունքները՝ 101-ից 106 օրինակ/մլ:Արդյունքները նման էին IAV թեստի, ձեռք բերելով R2 = 0,994 և LOD 102 օրինակ/մլ:
գրիպի A վիրուսի (IAV) PCR վերլուծություն՝ IAV կոնցենտրացիաներով, որոնք տատանվում են 106-ից 101 օրինակ/մլ՝ օգտագործելով TE բուֆեր՝ որպես բացասական հսկողություն (NC):(i) Իրական ժամանակի ֆլուորեսցենտային կորը:(ii) Գծային տրամաչափման կորը լոգարիթմական IAV RNA կոնցենտրացիայի և ցիկլի շեմի (Ct) միջև FAST և սովորական փորձարկման մեթոդների համար:(iii) IAV FAST-POCT լյումինեսցենտ պատկեր 40 ցիկլից հետո:բ, գրիպի B վիրուսի (IBV) PCR հայտնաբերում (i) իրական ժամանակի ֆլյուորեսցենտային սպեկտրով:(ii) Գծային տրամաչափման կորը և (iii) FAST-POCT IBV ֆլուորեսցենտային պատկերը 40 ցիկլից հետո:FAST-POCT հարթակի օգտագործմամբ IAV-ի և IBV-ի հայտնաբերման ստորին սահմանը (LOD) եղել է 102 օրինակ/մլ, ինչը ավելի ցածր է, քան սովորական մեթոդները (103 օրինակ/մլ):գ Մուլտիպլեքս թեստի արդյունքներ IAV-ի և IBV-ի համար:GAPDH-ն օգտագործվել է որպես դրական հսկիչ, իսկ TE բուֆերը՝ որպես բացասական հսկողություն՝ կանխելու հնարավոր աղտոտումը և ֆոնային ուժեղացումը:Չորս տարբեր տեսակի նմուշներ կարելի է առանձնացնել. (1) GAPDH-ով միայն բացասական նմուշներ («IAV-/IBV-»);(2) IAV վարակ («IAV+/IBV-») IAV-ով և GAPDH-ով.(3) IBV վարակ («IAV-/IBV+») IBV-ով և GAPDH-ով.(4) IAV/IBV վարակ («IAV+/IBV+») IAV, IBV և GAPDH-ով:Կետավոր գիծը ներկայացնում է շեմային գիծը:Կատարվել են n = 6 կենսաբանորեն անկախ փորձեր, տվյալները ցուցադրվում են որպես ± ստանդարտ շեղում:Հում տվյալները ներկայացվում են որպես չմշակված տվյալների ֆայլեր:
Նկ.5c-ը ցույց է տալիս IAV/IBV-ի մուլտիպլեքսավորման թեստի արդյունքները:Այստեղ վիրուսի լիզատը օգտագործվել է որպես նմուշային լուծույթ՝ մաքրված ՌՆԹ-ի փոխարեն, և չորս պրայմերներ IAV, IBV, GAPDH (դրական հսկողություն) և TE բուֆեր (բացասական հսկողություն) համար ավելացվել են FAST-POCT հարթակի չորս տարբեր ռեակցիաների խցիկներում:Դրական և բացասական հսկիչները այստեղ օգտագործվում են հնարավոր աղտոտումը կանխելու և ֆոնի բարելավման համար:Թեստերը բաժանվել են չորս խմբի. (1) GAPDH-բացասական նմուշներ («IAV-/IBV-»);(2) IAV-ով վարակված («IAV+/IBV-») ընդդեմ IAV-ի և GAPDH-ի.(3) IBV-.վարակված («IAV-») -/IBV+») IBV և GAPDH;(4) IAV/IBV («IAV+/IBV+») վարակ IAV, IBV և GAPDH-ով:Նկ.5c-ը ցույց է տալիս, որ երբ կիրառվել են բացասական նմուշներ, դրական հսկողության պալատի լյումինեսցենտային ինտենսիվությունը ΔRn-ը եղել է 0,860, իսկ IAV-ի և IBV-ի ΔRn-ը նման է բացասական հսկողության (0,002):IAV+/IBV-, IAV-/IBV+ և IAV+/IBV+ խմբերի համար IAV/GAPDH, IBV/GAPDH և IAV/IBV/GAPDH տեսախցիկները համապատասխանաբար ցույց են տվել լյումինեսցենտային զգալի ինտենսիվություն, մինչդեռ մյուս տեսախցիկները նույնիսկ ցույց են տվել լյումինեսցենտային ինտենսիվություն ֆոնի վրա: 40 մակարդակ ջերմային ցիկլից հետո:Վերոնշյալ թեստերից FAST-POCT հարթակը ցույց տվեց ակնառու առանձնահատկություն և թույլ տվեց մեզ միաժամանակ պաթոտիպավորել գրիպի տարբեր վիրուսներ:
FAST-POCT-ի կլինիկական կիրառելիությունը հաստատելու համար մենք փորձարկեցինք 36 կլինիկական նմուշներ (քթի շվաբրի նմուշներ) IB հիվանդներից (n=18) և ոչ IB վերահսկիչներից (n=18) (Նկար 6ա):Հիվանդի մասին տեղեկատվությունը ներկայացված է Լրացուցիչ Աղյուսակ 3-ում: IB վարակի կարգավիճակը հաստատվել է ինքնուրույն, և հետազոտության արձանագրությունը հաստատվել է Չժեցզյան համալսարանի առաջին փոխկապակցված հիվանդանոցի կողմից (Hangzhou, Zhejiang):Հիվանդների յուրաքանչյուր նմուշ բաժանվել է երկու կատեգորիայի.Մեկը մշակվել է FAST-POCT-ի միջոցով, իսկ մյուսը մշակվել է աշխատասեղանի PCR համակարգի միջոցով (SLAN-96P, Չինաստան):Երկու փորձարկումներն էլ օգտագործում են նույն մաքրման և հայտնաբերման հավաքածուները:Նկ.6b-ը ցույց է տալիս FAST-POCT-ի և սովորական հակադարձ տրանսկրիպցիոն PCR-ի (RT-PCR) արդյունքները:Մենք համեմատեցինք ֆլուորեսցենցիայի ինտենսիվությունը (FAST-POCT) -log2(Ct) հետ, որտեղ Ct-ը սովորական RT-PCR-ի ցիկլի շեմն է:Երկու մեթոդների միջև լավ համաձայնություն կար:FAST-POCT-ը և RT-PCR-ն ցույց տվեցին ուժեղ դրական հարաբերակցություն Պիրսոնի հարաբերակցության (r) 0,90 արժեքի հետ (Նկար 6b):Այնուհետև մենք գնահատեցինք FAST-POCT-ի ախտորոշման ճշգրտությունը:Լյումինեսցենցիայի ինտենսիվության (FL) բաշխումները դրական և բացասական նմուշների համար տրամադրվել են որպես անկախ վերլուծական չափում (նկ. 6c):FL-ի արժեքները զգալիորեն ավելի բարձր էին IB հիվանդների մոտ, քան վերահսկվողների մոտ (****P = 3.31 × 10-19; երկկողմանի t-թեստ) (նկ. 6d):Հաջորդը, IBV ընդունիչի գործառնական բնութագրերի (ROC) կորերը գծագրվեցին:Մենք պարզեցինք, որ ախտորոշման ճշգրտությունը շատ լավ էր՝ 1 կորի տակ գտնվող տարածքով (նկ. 6e):Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ 2020 թվականի դրությամբ COVID-19-ի պատճառով Չինաստանում դիմակի պարտադիր պատվիրման պատճառով մենք IBD-ով հիվանդներ չենք հայտնաբերել, ուստի բոլոր դրական կլինիկական նմուշները (այսինքն՝ քթի շվաբրի նմուշները) նախատեսված են միայն IBV-ի համար:
Կլինիկական ուսումնասիրության ձևավորում.Ընդհանուր առմամբ 36 նմուշ, ներառյալ 18 հիվանդի նմուշ և 18 ոչ գրիպային հսկողություն, վերլուծվել են FAST-POCT հարթակի և սովորական RT-PCR-ի միջոցով:բ Գնահատեք FAST-POCT PCR-ի և սովորական RT-PCR-ի վերլուծական հետևողականությունը:Արդյունքները դրականորեն փոխկապակցված էին (Pearson r = 0.90):գ Լյումինեսցենցիայի ինտենսիվության մակարդակները 18 IB հիվանդների և 18 հսկիչների մոտ:դ IB հիվանդների մոտ (+), FL արժեքները զգալիորեն ավելի բարձր էին, քան վերահսկիչ խմբում (-) (****P = 3,31 × 10-19; երկակի t-թեստ; n = 36):Յուրաքանչյուր քառակուսի գծապատկերի համար կենտրոնում սև նշիչը ներկայացնում է միջինը, իսկ վանդակի ներքևի և վերին տողերը համապատասխանաբար ներկայացնում են 25-րդ և 75-րդ տոկոսները:Բեղերը տարածվում են տվյալների նվազագույն և առավելագույն կետերի վրա, որոնք չեն համարվում արտաքուստ:e ROC կոր:Կետավոր d-ը ներկայացնում է ROC վերլուծությունից գնահատված շեմային արժեքը:IBV-ի AUC-ն 1 է: Հում տվյալները տրամադրվում են որպես չմշակված տվյալների ֆայլեր:
Այս հոդվածում ներկայացնում ենք FAST-ը, որն ունի իդեալական POCT-ի համար պահանջվող բնութագրերը:Մեր տեխնոլոգիայի առավելությունները ներառում են՝ (1) բազմակողմանի դոզավորում (կասկադ, միաժամանակյա, հաջորդական և ընտրովի), թողարկում ըստ պահանջի (կիրառական ճնշման արագ և համաչափ ազատում) և հուսալի շահագործում (թրթռում 150 աստիճանում) (2) երկարաժամկետ պահեստավորում։ (2 տարի արագացված թեստավորում, քաշի կորուստ մոտ 0,3%);3) թրջվելու և մածուցիկության լայն շրջանակ ունեցող հեղուկների հետ աշխատելու ունակություն (մինչև 5500 cP մածուցիկություն).(4) Տնտեսական (FAST-POCT PCR սարքի գնահատված նյութական արժեքը մոտավորապես ԱՄՆ դոլար է):Բազմաֆունկցիոնալ դիսպենսերների համատեղմամբ ցուցադրվել և կիրառվել է գրիպի A և B վիրուսների PCR հայտնաբերման ինտեգրված FAST-POCT հարթակ:FAST-POCT-ը տևում է ընդամենը 82 րոպե:Կլինիկական թեստերը քթի շվաբրի 36 նմուշներով ցույց են տվել լյումինեսցենտային ինտենսիվության լավ համապատասխանություն ստանդարտ RT-PCR-ի հետ (Pearson գործակիցներ > 0,9):Կլինիկական թեստերը քթի շվաբրի 36 նմուշներով ցույց են տվել լյումինեսցենտային ինտենսիվության լավ համապատասխանություն ստանդարտ RT-PCR-ի հետ (Pearson գործակիցներ > 0,9):Клинические тесты с 36 образцами мазков из носа показали хорошее соответствие интензивности флуоресценции стандартной ОТ-ПЦР (коэффициенты Пирсона > 0,9):Կլինիկական թեստերը քթի շվաբրերի 36 նմուշներով ցույց տվեցին լավ համաձայնություն ստանդարտ RT-PCR-ի ֆլուորեսցենտային ինտենսիվության հետ (Pearson's գործակիցներ > 0.9): RT-PCR Клинические испытания 36 образцов мазков из носа показали хорошее совпадение интензивности флуоресценции со стандардной ОТ-ПЦР (коэффициент Пирсона > 0,9):Քթի շվաբրի 36 նմուշների կլինիկական փորձարկումը ցույց է տվել լյումինեսցենտային ինտենսիվության լավ համաձայնություն ստանդարտ RT-PCR-ի հետ (Պիրսոնի գործակից > 0,9):Այս աշխատանքին զուգահեռ տարբեր ձևավորվող կենսաքիմիական մեթոդներ (օրինակ՝ պլազմային ջերմային ցիկլավորում, ուժեղացումից զերծ իմունային անալիզներ և նանոմարմինների ֆունկցիոնալացման փորձարկումներ) ցույց են տվել իրենց ներուժը POCT-ում:Այնուամենայնիվ, լիովին ինտեգրված և ամուր POCT պլատֆորմի բացակայության պատճառով այս մեթոդները անխուսափելիորեն պահանջում են առանձին նախնական մշակման ընթացակարգեր (օրինակ՝ ՌՆԹ մեկուսացում44, ինկուբացիա45 և լվացում46), ինչը լրացուցիչ լրացնում է ընթացիկ աշխատանքը այս մեթոդների հետ՝ POCT-ի առաջադեմ գործառույթների իրականացման համար: պահանջվող պարամետրերը.fetch-in-response-production կատարումը:Այս աշխատանքում, թեև FAST փականը ակտիվացնելու համար օգտագործվող օդային պոմպը բավականաչափ փոքր է նստարանային գործիքի մեջ ինտեգրվելու համար (նկ. S9, S10), այն դեռ զգալի էներգիա է սպառում և առաջացնում աղմուկ:Սկզբունքորեն, ավելի փոքր ձևի գործոնով օդաճնշական պոմպերը կարող են փոխարինվել այլ միջոցներով, ինչպիսիք են էլեկտրամագնիսական ուժի կիրառումը կամ մատների ակտիվացումը:Հետագա բարելավումները կարող են ներառել, օրինակ, տարբեր և հատուկ կենսաքիմիական փորձարկումների համար փաթեթների հարմարեցում, հայտնաբերման նոր մեթոդների կիրառում, որոնք չեն պահանջում ջեռուցման/հովացման համակարգեր, այդպիսով ապահովելով առանց գործիքների POCT հարթակ PCR-ի կիրառման համար:Մենք կարծում ենք, որ հաշվի առնելով, որ FAST պլատֆորմը հնարավորություն է տալիս կառավարել հեղուկները, մենք կարծում ենք, որ առաջարկվող FAST տեխնոլոգիան ներկայացնում է ընդհանուր հարթակ ստեղծելու ներուժ ոչ միայն կենսաբժշկական փորձարկման, այլ նաև շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի, սննդի որակի փորձարկման, նյութերի և դեղերի սինթեզի համար: ..
Մարդու քթի շվաբրի նմուշների հավաքումն ու օգտագործումը հաստատվել է Չժեցզյան համալսարանի առաջին փոխկապակցված հիվանդանոցի էթիկայի հանձնաժողովի կողմից (IIT20220330B):Հավաքվել է քթի շվաբրի 36 նմուշ՝ 16 չափահաս < 30 տարեկան, 7 մեծահասակ > 40 տարեկան և 19 տղամարդ, 17 կին:Հավաքվել է քթի շվաբրի 36 նմուշ՝ 16 չափահաս < 30 տարեկան, 7 մեծահասակ > 40 տարեկան և 19 տղամարդ, 17 կին:Было собрано 36 образцов мазков из носа, в которых приняли участие 16 взрослых < 30 лет, 7 взрослых старше 40 лет, 19 мужчин и 17 женщин.Քթի շվաբրի երեսունվեց նմուշ է հավաքվել 16 չափահասից < 30 տարեկանից, 40 տարեկանից բարձր 7 չափահասից, 19 տղամարդուց և 17 կնոջից:.Ժողովրդագրական տվյալները ներկայացված են Լրացուցիչ Աղյուսակ 3-ում: Բոլոր մասնակիցներից ստացվել է տեղեկացված համաձայնություն:Բոլոր մասնակիցներին կասկածում էին գրիպով և կամովին առանց փոխհատուցման թեստավորվեցին։
FAST հիմքը և կափարիչը պատրաստված են պոլիկաթթվից (PLA) և տպագրվում են Ender 3 Pro 3D տպիչի կողմից (Shenzhen Transcend 3D Technology Co., Ltd.):Երկկողմանի ժապավենը գնվել է Adhesives Research, Inc. Model 90880 ընկերությունից: 100 մկմ հաստությամբ PET թաղանթ գնվել է McMaster-Carr-ից:Ե՛վ սոսինձը, և՛ PET թաղանթը կտրվել են Silhouette Cameo 2 կտրիչի միջոցով՝ Silhouette America, Inc.-ից: Էլաստիկ թաղանթը պատրաստված է PDMS նյութից՝ ներարկման ձևավորման միջոցով:Նախ, 200 մկմ հաստությամբ PET շրջանակը կտրվեց լազերային համակարգի միջոցով և սոսնձվեց 3 մմ հաստությամբ PMMA թերթի վրա՝ օգտագործելով 100 մկմ երկկողմանի կպչուն ժապավեն:PDMS պրեկուրսորը (Sylgard 184; Մաս A: Մաս B = 10:1, Dow Corning) այնուհետև լցրեցին կաղապարի մեջ և օգտագործվեց ապակե ձող՝ ավելորդ PDMS-ից հեռացնելու համար:70°C-ում 3 ժամ պնդացնելուց հետո 300 մկմ հաստությամբ PDMS թաղանթը կարող է հանվել կաղապարից:
Լուսանկարները բազմակողմանի բաշխման, ըստ պահանջի հրապարակման և հուսալի կատարման համար արվում են գերարագ տեսախցիկով (Sony AX700 1000 կադր/վրկ):Հուսալիության թեստում օգտագործված ուղեծրային թափահարողը գնվել է SCILOGEX-ից (SCI-O180):Օդի ճնշումը ստեղծվում է օդային կոմպրեսորի միջոցով, և ճնշման արժեքը կարգավորելու համար օգտագործվում են մի քանի թվային ճշգրիտ ճնշման կարգավորիչներ:Հոսքի վարքագծի փորձարկման գործընթացը հետևյալն է.Նախապես որոշված քանակությամբ հեղուկ է ներարկվել փորձարկման սարքի մեջ և օգտագործվել է բարձր արագությամբ տեսախցիկ՝ հոսքի վարքը գրանցելու համար:Այնուհետև նկարները վերցվեցին հոսքի վարքագծի տեսանյութերից ֆիքսված ժամանակներում, իսկ մնացած տարածքը հաշվարկվեց Image-Pro Plus ծրագրաշարի միջոցով, որն այնուհետև բազմապատկվեց տեսախցիկի խորությամբ՝ ձայնը հաշվարկելու համար:Հոսքի վարքագծի փորձարկման համակարգի մանրամասները կարելի է գտնել լրացուցիչ Նկար S4-ում:
Ներարկեք 50 մկլ միկրոբշտիկներ և 100 մկլ դեոնացված ջուր սրվակի խառնիչ սարքի մեջ:Խառը կատարողականության լուսանկարներն արվել են բարձր արագությամբ տեսախցիկով յուրաքանչյուր 0,1 վայրկյանում 0,1 բար, 0,15 բար և 0,2 բար ճնշմամբ:Միաձուլման գործընթացի ընթացքում պիքսելային տեղեկատվությունը կարելի է ստանալ այս պատկերներից՝ օգտագործելով լուսանկարների մշակման ծրագրաշարը (Photoshop CS6):Իսկ խառնման արդյունավետությունը կարելի է ձեռք բերել հետևյալ 53-րդ հավասարման միջոցով.
որտեղ M-ը խառնման արդյունավետությունն է, N-ը նմուշի պիքսելների ընդհանուր թիվը, իսկ ci-ն և \(\bar{c}\)-ը նորմալացված և սպասվող նորմալացված կոնցենտրացիաներն են:Խառնելու արդյունավետությունը տատանվում է 0-ից (0%, չխառնված) մինչև 1 (100%, ամբողջությամբ խառը):Արդյունքները ներկայացված են լրացուցիչ Նկար S6-ում:
Իրական ժամանակի RT-PCR հավաքածու IAV-ի և IBV-ի համար, ներառյալ IAV և IBV RNA նմուշները (կատ. համար. RR-0051-02/RR-0052-02, Liferiver, Չինաստան), Tris-EDTA բուֆեր (TE բուֆեր թիվ B541019): , Sangon Biotech, Չինաստան), Positive Control RNA Purification Kit (Part No. Z-ME-0010, Liferiver, China) և GAPDH Solution (Part No. M591101, Sangon Biotech, Չինաստան) առևտրային հասանելի են:ՌՆԹ-ի մաքրման հավաքածուն ներառում է կապող բուֆեր, լվացող A, լվացող W, էլուենտ, մագնիսական միկրոբշտիկներ և ակրիլային կրիչ:IAV և IBV իրական ժամանակի RT-PCR փաթեթները ներառում են IFVA նուկլեինաթթվի PCR հայտնաբերման խառնուրդ և RT-PCR ֆերմենտ:500 մկլ կապող բուֆերային լուծույթին ավելացրեք 6 մկլ AcrylCarrier և 20 մկլ մագնիսական ուլունքներ, լավ թափահարեք և ապա պատրաստեք հատիկի լուծույթը:A և W լվացող միջոցներին ավելացրեք 21 մլ էթանոլ, լավ թափահարեք՝ համապատասխանաբար A և W լվացումների լուծույթները ստանալու համար։Այնուհետև 18 մկլ լյումինեսցենտային PCR խառնուրդ IFVA նուկլեինաթթվով և 1 մկլ RT-PCR ֆերմենտ ավելացվեցին 1 մկլ TE լուծույթին, թափահարեցին և ցենտրիֆուգեցին մի քանի վայրկյան՝ ստանալով 20 մկլ IAV և IBV պրայմերներ:
Հետևեք ՌՆԹ-ի մաքրման հետևյալ ընթացակարգին. (1) ՌՆԹ-ի կլանումը.Գնդիկի լուծույթի 526 մկլ պիպետտացրեք 1,5 մլ ցենտրիֆուգային խողովակի մեջ և ավելացրեք 150 մկլ նմուշ, ապա ձեռքով թափահարեք խողովակը վերև վար և 10 անգամ:676 մկլ խառնուրդը տեղափոխեք մերձեցման սյուն և ցենտրիֆուգեք 1,88 x 104 գ 60 վայրկյանում:Հետագա ջրահեռացումներն այնուհետև թափվում են:(2) Լվացքի առաջին փուլը.Ավելացրեք 500 մկլ լվացքի A լուծույթը հարաբերակցության սյունակին, ցենտրիֆուգեք 1,88 x 104 գ 40 վրկ-ով և թափեք օգտագործված լուծույթը:Այս լվացման գործընթացը կրկնվել է երկու անգամ։(3) լվացման երկրորդ փուլը.Աֆինիտի սյունակում ավելացրեք 500 մկլ լվացքի W լուծույթ, ցենտրիֆուգեք 1,88×104 գ 15 վրկ-ով և թափեք օգտագործված լուծույթը:Այս լվացման գործընթացը կրկնվել է երկու անգամ։(4) Էլյուցիա.Ավելացրեք 200 մկլ էլուատ աֆինիտային սյունակում և ցենտրիֆուգեք 1,88 x 104 գ 2 րոպեում:(5) RT-PCR. լուծույթը ներարկվել է 20 մկլ պրայմերային լուծույթի մեջ PCR խողովակի մեջ, այնուհետև խողովակը տեղադրվել է իրական ժամանակի PCR փորձարկման ապարատի մեջ (SLAN-96P)՝ RT-PCR գործընթացն իրականացնելու համար:Ամբողջ հայտնաբերման գործընթացը տևում է մոտավորապես 140 րոպե (20 րոպե ՌՆԹ-ի մաքրման և 120 րոպե ՊՇՌ հայտնաբերման համար):
526 մկլ բշտիկի լուծույթ, 1000 մկլ լվացման լուծույթ A, 1000 մկլ լվացքի լուծույթ W, 200 մկլ լուծույթ և 20 մկլ պրիմերի լուծույթ նախապես ավելացվել և պահվել են M, W1, W2, E և PCR հայտնաբերման խցիկներում:Պլատֆորմի հավաքում.Այնուհետև նմուշի 150 մկլ խողովակով մտցվեց M խցիկ և FAST-POCT հարթակը տեղադրվեց փորձարկման գործիքի մեջ, որը ներկայացված է Լրացուցիչ Նկար S9-ում:Մոտ 82 րոպե անց թեստի արդյունքները հասանելի էին:
Եթե այլ բան նշված չէ, փորձարկման բոլոր արդյունքները ներկայացվում են որպես միջին ± SD նվազագույնը վեց կրկնությունից հետո՝ օգտագործելով միայն FAST-POCT հարթակը և կենսաբանորեն անկախ նմուշները:Վերլուծությունից ոչ մի տվյալ չի բացառվել:Փորձերը պատահական չեն։Գիտնականները փորձի ընթացքում կույր չեն եղել խմբային առաջադրանքների նկատմամբ:
Ուսումնասիրության նախագծման մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս «Nature Research Report»-ի համառոտագիրը՝ կապված այս հոդվածի հետ:
Այս ուսումնասիրության արդյունքները հաստատող տվյալները հասանելի են Լրացուցիչ տեղեկություններում:Այս հոդվածը տրամադրում է բնօրինակ տվյալները:
Հարուստ երկրներում Chagla, Z. & Madhukar, P. COVID-19 խթանիչները կհետաձգեն պատվաստումները բոլորի համար:Հարուստ երկրներում Chagla, Z. & Madhukar, P. COVID-19 խթանիչները կհետաձգեն պատվաստումները բոլորի համար:Հարուստ երկրներում Chagla, Z. և Madhukar, P. COVID-19 խթանիչները կհետաձգեն պատվաստումները բոլորի համար:Չագլա, Զ. և Մադհուկար, Պ. COVID-19-ի վերապատվաստումը հարուստ երկրներում կհետաձգի պատվաստումը բոլորի համար:Ազգային բժշկություն.27, 1659–1665 (2021):
Faust, L. et al.SARS-CoV-2 թեստավորում ցածր և միջին եկամուտ ունեցող երկրներում. հասանելիություն և մատչելիություն մասնավոր առողջապահության ոլորտում:մանրէաբանական վարակ.22, 511–514 (2020):
Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպություն.Ընտրված բուժելի սեռական ճանապարհով փոխանցվող վարակների համաշխարհային տարածվածությունը և հաճախականությունը. վերանայում և գնահատումներ:Ժնև. ԱՀԿ, ԱՀԿ/ՄԻԱՎ_AIDS/2 https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/66818/WHO_HIV_AIDS_2001.02.pdf (2001):
Fenton, EM et al.Բազմաթիվ 2D ձևավորված կողային հոսքի փորձարկման ժապավեններ:ASS հավելված.Մայր բուհի.Միլանի Ինտեր.1, 124–129 (2009):
Schilling, KM et al.Ամբողջովին փակ միկրոհեղուկ թղթի վրա հիմնված անալիզի սարք:անուս.Քիմիական.84, 1579–1585 (2012):
Lapenter, N. et al.Թղթի վրա հիմնված մրցակցային իմունոքրոմատոգրաֆիան՝ զուգակցված ֆերմենտային ձևափոխված էլեկտրոդների հետ, թույլ է տալիս անլար մոնիտորինգ և մեզի կոտինինի էլեկտրաքիմիական որոշում:Sensors 21, 1659 (2021):
Zhu, X. et al.Հիվանդության բիոմարկերների քանակական գնահատում բազմակողմանի նանոզիմային ինտեգրված կողային հեղուկ հարթակով՝ օգտագործելով գլյուկոմետր:կենսաբանական սենսոր:Կենսաէլեկտրոնիկա.126, 690–696 (2019):
Boo, S. et al.Հղիության թեստային ժապավեն՝ պաթոգեն բակտերիաների հայտնաբերման համար՝ օգտագործելով կոնկանավալին A-մարդու քորիոնիկ գոնադոտրոպին-Cu3(PO4)2 հիբրիդային նանոծաղիկներ, մագնիսական տարանջատում և սմարթ հեռախոսի ընթերցում:Միկրոհամակարգիչ.Ամսագիր.185, 464 (2018):