Fabrication de dispositifs d'analyse de coton
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
Un dispositif d'analyse robuste, à faible coût devrait être rapide et abordable et facile à utiliser. De tels dispositifs devraient également être en mesure de fonctionner avec des échantillons rares et fournir des informations pour le suivi du traitement. Ici, nous démontrons le développement d'une analyse d' urine à base de coton (c. -à- nitrite, protéines totales, et urobilinogène essais) dispositif d' analyse qui utilise un format basé sur l' écoulement latéral, et est peu coûteux, facile à fabriquer, rapide, et peut être utilisé pour effectuer plusieurs tests sans soucis de contamination croisée. Coton se compose de fibres de cellulose possédant des propriétés absorbantes naturelles qui peuvent être mises à profit pour l'analyse basée sur les flux. Le processus simple mais élégante fabrication de notre dispositif d'analyse à base de coton est décrite dans cette étude. L'agencement de la structure de coton et de test de tampon tire profit de l'hydrophobie et la résistance d'absorption de chaque matériau. En raison de ces caractéristiques physiques, les résultats colorimétriques peuvent adhérer constamment à l'épreuvetampon. Ce dispositif permet aux médecins de recevoir des informations cliniques en temps opportun et montre un grand potentiel comme outil d'intervention précoce.
Introduction
Le développement du point-of-care (POC) Les dispositifs de diagnostic qui sont abordables, robuste et facile à utiliser est impératif pour l' amélioration de 1,2 mondiale de la santé. En particulier, des dispositifs constitués de substrats de cellulose (par exemple, papier, fil, et coton) fournir des plates – formes analytiques prometteuses pour l' analyse à faible coût en raison de leur omniprésence, l' abordabilité, la facilité d'utilisation, la robustesse et la capacité à fournir des résultats rapides 3-7.
Ici, nous dévoilons le développement d'un dispositif d'analyse à base de coton qui utilise un format basé sur des flux latéral pour urinalysis. Ce dispositif d'analyse à base de coton fournit une approche de détection alternatif avec plusieurs avantages clés: i) la fabrication avec l'effort humain minimal; ii) un faible coût; iii) la capacité à utiliser pour effectuer de multiples dosages différents sans contamination croisée des préoccupations; iv . ) l' indépendance du dispositif, à savoir la capacité à fonctionner sans l' équipement et / ou d' électricité supplémentaire; et v) Vitesse (essais colorimétriques peut être complété en 10 min).
La structure de ce dispositif d'analyse à base de coton peut être divisé en quatre parties: i) le coton qui est naturellement hydrophobe sur sa couche externe hydrophobe; ii) coton hydrophile qui est à l'intérieur et sert de canal de transport pour évacuation de liquide; iii) un film de stratification qui se lie et comprime le coton utilisé, mais qui contient des trous forés pour le placement de tampons de réaction / test; et iv) des tampons d'essai du papier de Chromatographie, qui sont revêtues / intégrés avec les réactifs, placés sur la surface extérieure du coton ( plus précisément, dans l'espace foré sur le film de lamination) en tant que zones de réaction pour les essais colorimétriques ( par exemple, un nitrite, la protéine totale, le pH et des tests de urobilinogène) et l'affichage des résultats.
Le mécanisme sous-jacent de l'essai est le suivant. Le dispositif d'analyse à base de coton est marqué avec des lignes qui pénètrent à mi-chemin à travers le départementh du matériau en coton pour créer un canal d'écoulement qui permet au fluide d'échantillon pour atteindre les tampons réactifs utilisés. Le bord d' absorption du dispositif d' analyse est immergée dans l'échantillon cible, après quoi la solution est mauvais le long du canal fluidique depuis l'extrémité d'absorption aux plots de test (figure 1). Parce que la force d'absorption du tampon d'essai est supérieure à celle du coton, des solutions absorbés par les plots de test sont bien contenus à l'intérieur du papier de tampon d'essai de sorte qu'il n'y a pas de refusion dans le canal fluidique, ainsi que les résultats colorimétriques deviennent ensuite fixés sur la matière de tampon de test. A la fin de la réaction, les résultats colorimétriques sont enregistrés au moyen d'un scanner de bureau, et analysées au moyen du logiciel d'analyse d'images.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les étapes critiques dans ce protocole inclus déterminer la combinaison appropriée de tissu de coton (avec plus ou moins hydrophobie / hydrophilie) et du papier filtre (papier filtre de chromatographie ou papier filtre quantitatif). Une conception de dispositif bien planifié et exécuté rend les meilleurs attributs de performance pour les essais colorimétriques. De nos résultats d'analyse colorimétriques, le dispositif d'analyse à base de coton présentée ici démontre un grand potentiel en tant que pl…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu en partie par des subventions du ministère de Taiwan de la science et de la technologie (MOST 104-2628-E-007-001-MY3 (CMC)), et 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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