Fabbricazione di dispositivi analitici cotone
Summary
To investigate simple fabrication approaches for multiple assay needs, we created a fluid-absorbing channel system made of cotton material. This device was used to establish a multiple detection platform, and solve contamination issues that commonly affect lateral flow-based biomedical devices, for clinical urinalysis of nitrite, total protein, and urobilinogen.
Abstract
Una robusta, dispositivo di analisi a basso costo dovrebbe essere facile da usare, rapida e conveniente. Tali dispositivi devono essere in grado di operare con campioni scarsi e fornire informazioni per trattamento di follow-up. Qui, dimostriamo lo sviluppo di un urine a base di cotone (cioè, nitrito, proteina totale, e urobilinogeno saggi) strumento analitico che utilizza un formato basato sul flusso laterale, ed è poco costoso, facilmente fabbricato, rapida, e può essere utilizzato per condurre più test senza preoccupazioni la contaminazione incrociata. Cotton è composto da fibre di cellulosa con proprietà assorbenti naturali che possono essere sfruttate per analisi di flusso basati. La semplice ma elegante processo di fabbricazione del nostro dispositivo di analisi a base di cotone è descritto in questo studio. La disposizione del tampone struttura in cotone e prova approfitta della idrofobicità e la forza di assorbimento di ciascun materiale. A causa di queste caratteristiche fisiche, risultati colorimetrici possono costantemente aderire alla provapad. Questo dispositivo consente ai medici di ricevere informazioni cliniche in modo tempestivo e mostra un grande potenziale come strumento di intervento precoce.
Introduction
Lo sviluppo di point-of-care (POC) dispositivi diagnostici che sono accessibili, robusta e facilmente utilizzato è di importanza fondamentale per il miglioramento della salute globale 1,2. In particolare, i dispositivi composti da substrati cellulosici (ad esempio, carta, filo e cotone) fornire piattaforme analitiche promettenti per l'analisi a basso costo a causa della loro ubiquità, la convenienza, la facilità d'uso, la robustezza e la capacità di fornire risultati rapidi 3-7.
Qui, sveliamo lo sviluppo di un dispositivo di analisi a base di cotone che utilizza un formato basato sul flusso laterale per analisi delle urine. Questo dispositivo di analisi a base di cotone fornisce un approccio di rilevamento alternativo con diversi vantaggi: i) la fabbricazione con uno sforzo umano minimo; ii) a basso costo; iii) la capacità di essere utilizzato per condurre più, saggi differenti senza preoccupazioni contaminazione incrociata; . iv) indipendenza dal dispositivo, cioè la capacità di essere eseguito senza attrezzature e / o energia elettrica supplementare; e, v) Velocità (test colorimetrici può essere completato entro 10 min).
La struttura di questo dispositivo di analisi a base di cotone può essere diviso in quattro parti: i) di cotone che è naturalmente idrofobico sul suo strato idrofobo esterna; ii) di cotone che è internamente idrofila e serve come canale di trasporto per l'assorbimento di liquido; iii) pellicola di laminazione che lega e comprime il cotone utilizzato, ma contiene forato i fori per il posizionamento di tamponi reazione / di prova; e, iv) test pad cromatografia su carta, che sono rivestiti / integrati con reagenti reattivi, poste sulla superficie esterna del cotone (specificamente, nello spazio forato dalla pellicola di laminazione) come aree di reazione per test colorimetrici (cioè, nitriti, proteine totali, pH, e saggi urobilinogeno) e la visualizzazione dei risultati.
Il meccanismo alla base del test è la seguente. Il dispositivo di analisi a base di cotone è segnato con linee che penetrano a metà strada attraverso il repartoh del materiale di cotone per creare un canale di flusso che permette al fluido campione raggiunga le pastiglie reattivi utilizzati. Il bordo di assorbimento del dispositivo analitico è immerso nel campione di destinazione, dopodiché la soluzione è empio lungo il canale fluidico dall'estremità assorbimento ai pad di test (Figura 1). Poiché la forza di assorbimento del tampone di test è maggiore di quella del cotone, soluzioni assorbite dalle piazzole di test sono saldamente contenute all'interno del pad carta di prova in modo che non ci sia reflow indietro nel canale fluidica, ei risultati colorimetrici diventano successivamente fissati sulla pad materiale di prova. Al termine della reazione, i risultati colorimetrici vengono registrati tramite uno scanner da tavolo, e analizzati mediante software di analisi di immagine.
Protocol
Representative Results
Discussion
passaggi critici in questo protocollo inclusi determinare la combinazione appropriata di tessuto di cotone (con vari idrofobicità / idrofilicità) e carta da filtro (carta da filtro cromatografia o carta da filtro quantitativa). Un disegno dispositivo ben pianificato ed eseguito rende attribuisce le migliori prestazioni per test colorimetrici. Dai nostri risultati del test colorimetrici, il dispositivo di analisi a base di cotone presentato qui dimostra un grande potenziale come piattaforma per il rilevamento della mal…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto in parte da sovvenzioni dal Ministero della Scienza e della Tecnologia di Taiwan (MOST 104-2628-E-007-001-MY3 (CMC)), e Taichung Veterans General Hospital (TCVGH-1056904C (MYH)).
Materials
| bovine serum albumin | Sigma-Aldrich, US | No. 9048468 | ≥ 99% |
| nitrite | Sigma-Aldrich, US | No. 7632000 | ≥ 99% |
| urobilinogen | Santa Cruz Bio, US | No. SC-296690 | |
| citrate | Sigma-Aldrich U.S | No. 6132043 | ≥ 99% |
| tetrabromophenol blue | Sigma-Aldrich U.S | No. 4430255 | ≥ 99% |
| sulfanilamide | Sigma-Aldrich U.S | No. 63741 | ≥ 99% |
| citric acid | Sigma-Aldrich U.S | No. 77929 | ≥ 99.5% |
| N-(1-naphthyl) ethylenediamine dihydrochloride | Sigma-Aldrich U.S | No. 1465254 | ≥ 98% |
| 4-(Dimethylamine)benzaldehyde | AlfaAesar, U.S | No. A11712 | ≥ 98% |
| Methyl Red sodium salt | sigma, U.S | No. 114502 | ≥95% |
| Bromothyle blue | sigma, U.S | No. 114413 | ≥95% |
| Shiseido Cleansing Cotton | Shiseido, Japan | No. 79014 | |
| chromatography paper | GE Healthcare Whatman, Springfield Mill, UK | No. 30306132 | |
| plastic substrate | lamination film, MAS | A4 | 216 mm × 303 mm |
| scanner | microtek scanmaker | i2400 | |
| paper cutter | Life paper cutter | No.306 | |
| laminator | AURORA | LM4231H | |
| laminator film | UNI LAMI | 4A |
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