Ny paikadin'ny diagnostika nentim-paharazana amin'ny fitiliana ny areti-mifindra dia mitaky ny fampiasana fitaovana benchtop izay tsy mety amin'ny fitsapana amin'ny toeram-pitsaboana (POCT).Ny microfluidics mipoitra dia teknolojia faran'izay bitika, mandeha ho azy ary mitambatra izay mety ho solon'ny fomba nentim-paharazana ho an'ny diagnostika haingana, mora ary marina eny an-toerana.Ny fomba diagnostika molekiola dia ampiasaina betsaka amin'ny fitaovana microfluidic ho fomba mahomby indrindra amin'ny fitiliana ny pathogen.Ity famerenana ity dia mamintina ny fandrosoana vao haingana momba ny diagnostika molekiola mifototra amin'ny microfluidic amin'ny areti-mifindra amin'ny fomba fijery akademika sy indostrialy.Voalohany, mamaritra ny fanodinana mahazatra amin'ny chips amin'ny asidra nokleika isika, ao anatin'izany ny fitsaboana mialoha, ny fanamafisana ary ny famakiana famantarana.Avy eo dia ampitahaina ny toetra, ny tombony ary ny fatiantoka amin'ireo karazana sehatra mikrofluida efatra.Manaraka, hiresaka momba ny fampiasana ny fitiliana nomerika ho an'ny fanisana tanteraka ny asidra nokleika isika.Ny fitaovana diagnostika molekiola mifototra amin'ny microfluidic ara-barotra klasika sy vao haingana dia voafintina ho porofon'ny toetry ny tsena ankehitriny.Farany, manolotra torolalana ho avy izahay ho an'ny fitiliana microfluid amin'ny areti-mifindra.
Ny areti-mifindra dia vokatry ny pathogens, anisan'izany ny bakteria, ny viriosy ary ny katsentsitra, izay miparitaka manerana izao tontolo izao.Tsy sahala amin'ny aretina hafa, ny otrikaretina dia lasa voan'ny aretina haingana ary miparitaka eo amin'ny olona sy ny biby mampiantrano amin'ny alàlan'ny fampidiran-drivotra, rivotra ary rano [1].Ny fisorohana ny areti-mifindra dia tena ilaina ho fepetra ara-pahasalamana ho an'ny daholobe.Tetika telo lehibe hiadiana amin'ny areti-mifindra: (1) mifehy ny loharanon'ny aretina;(2) fahatapahana ny lalan'ny fampitana;(3) fiarovana ny mponina mora tohina.Amin'ireo paikady lehibe indrindra, ny fanaraha-maso ny loharanon'ny otrikaretina dia heverina ho tetika manan-danja indrindra noho ny fahafahany sy ny vidiny mora.Ny fitiliana haingana, ny fitokanana ary ny fitsaboana ny olona voan'ny aretina dia tena ilaina, mitaky paikady fitiliana haingana, saro-pady ary marina [2].Ny diagnostika amin'izao fotoana izao momba ny areti-mifindra matetika dia manambatra ny fizahana klinika mifototra amin'ny famantarana sy ny soritr'aretina ary ny fandalinana laboratoara toy ny kolontsaina sela sy ny diagnostika molekiola, izay mitaky mpiasa voaofana, fomba fiasa mahery vaika ary fitaovana fitiliana lafo [3, 4].Ny fisorohana ny fihanaky ny areti-mifindra dia mitaky fitiliana haingana, tsy lafo ary marina eo an-toerana, indrindra any amin'ny faritra voafetra amin'ny loharanon-karena izay fahita matetika sy mahery vaika ny areti-mifindra [5], ary koa ny fitsaboana any an-tany efitra na eny amin'ny kianjan'ny ady, izay tsy ampoizina ny loza..voafetra ny fitsaboana [6].Amin'ity toe-javatra ity, ny microfluidics dia teknolojia iray izay manambatra ny teknolojian'ny rafitra microelectromechanika, nanotechnology, na siansa momba ny fitaovana ho an'ny fanodikodinana ranon-javatra marina [7,8,9,10], manome fahafahana vaovao ho an'ny fitsikilovana point-of-care (POCT).) otrikaretina any ivelan'ny hopitaly sy laboratoara.Raha ampitahaina amin'ny diagnostika mahazatra mandany fotoana, ny teknolojia microfluidic dia manome santionany sy fitsitsiana vola ho an'ny diagnostika molekiola mandritra ny fihanaky ny aretina.Ny fihanaky ny aretina coronavirus 2019 (COVID-19) eran-tany dia vokatry ny aretin'ny taovam-pisefoana mahery vaika coronavirus 2 (SARS-CoV-2), noho izany dia tsindriana indray ny maha zava-dehibe ny microfluidics amin'ny fisorohana sy ny fanaraha-maso ara-potoana ny valan'aretina [11, 12]. , 13].Tsy toy ny diagnostika nentim-paharazana, ny POCT microfluidic dia mampiasa fitaovana kely azo entina manomboka amin'ny mpandinika benchtop ka hatramin'ny tsipika fitsapana sidestream kely mba hitsapana eo akaikin'ny teboka [14].Ireo fitsapana ireo dia misy fanomanana santionany tsotra na tsy misy, fanamafisam-peo haingana, ary famakiana famantarana saro-pady izay miteraka faharetana fohy sy valiny marina ao anatin'ny minitra.Ny fisiana sy ny famokarana faobe ny fitaovana ara-pahasalamana mifototra amin'ny microfluidic dia nanitatra ny vidiny lafo sy mivantana fampiharana diagnostics ivelan'ny hopitaly, akaikin'ny marary, ary na dia ao an-trano.
Amin'ireo paikady efa misy amin'ny fitiliana ny areti-mifindra, ny diagnostika molekiola dia iray amin'ireo saro-pady indrindra [15, 16].Ho fanampin'izay, ny diagnostika molekiola dia matetika ampiasaina ho fenitra volamena amin'ny fitadiavana tsy tapaka ny COVID-19, mamela ny fijerena mivantana ny faritra misy otrik'aretina amin'ny RNA na ADN alohan'ny hanombohan'ny valin-kery [17, 18].Ao amin'ny famerenana amin'izao fotoana izao, dia manolotra ny fandrosoana farany amin'ny fizotry ny diagnostika molekiola mifototra amin'ny microfluidics ho an'ny areti-mifindra, avy amin'ny fomba fijery akademika mankany amin'ny fomba fijery indostrialy ho avy (sary 1).Hanomboka amin'ny dingana telo lehibe amin'ny fizahana asidra nokleika isika: fikarakarana santionany amin'ny chip, fanamafisana ny asidra nokleika ary famakiana famantarana.Avy eo dia nampitaha karazana sehatra microfluidic isan-karazany miaraka amin'ny rafitra sy ny asany, mampiseho toetra miavaka (tanjaka sy fahalemena).Ny fitiliana asidra nokleika nomerika dia resahina bebe kokoa ary omena ho ohatra amin'ny teknolojia taranaka fahatelo ho an'ny fanisana tanteraka ny molekiola pathogen.Ho fanampin'izany, ireo fitaovana POCT ara-barotra mahazatra sy farany dia haseho hanehoana ny toetry ny tsenan'ny POCT microfluidic amin'izao fotoana izao ho an'ny diagnostika molekiola.Hifanakalozy hevitra sy hanazava ny vina ho an'ny fampiharana ho avy ihany koa izahay.
Ny maody amin'ny microfluidic chips ho an'ny fitiliana asidra nokleika dia azo zaraina ho sokajy telo (sampling, fanekena ary famantarana) araka ny asany [19].Amin'ireo maodely ireo, ny maodely sampling dia mahatsapa indrindra ny lysis santionany sy ny fitrandrahana asidra nukleika.Ny maodelin'ny sensor dia mifehy indrindra ny fiovam-po sy ny fanamafisana ny mari-pamantarana asidra nukleika.Ny maodely famantarana dia mahita ny famantarana niova fo sy nokarakarain'ny maody sensing.Miorina amin'ny dingan'ny fitadiavana asidra nokleika amin'ny puce iray, dia hamintina ireo potika isan-karazany izay afaka mahatsapa ny fiasan'ny "input sy output".
Ny dingana voalohany amin'ny fitadiavana asidra nokleika dia ny fitrandrahana asidra nokleika, izany hoe ny fanavahana ny asidra nokleika kendrena amin'ny santionany voalohany.Ny fitrandrahana asidra nokleika dia atao mba hanadiovana ny asidra nokleika amin'ny loto molekiola hafa, hiantohana ny fahamarinan'ny firafitry ny molekiola nokleika voalohany, ary hanatsara ny vokatra.Ny fitrandrahana asidra nukleika dia mitaky ny santionan'ny lysis ilaina sy ny fisamborana asidra nokleika, ny kalitao sy ny fahombiazan'izany dia misy fiantraikany lehibe amin'ny valin'ny fikarohana sy ny diagnostika.Ny voka-dratsiny manjavozavo rehetra mandritra ny fitrandrahana dia mety hametra ny fahitana bebe kokoa.Ohatra, ny fomba polymerase chain reaction (PCR) sy loop isothermal amplification (LAMP) dia voasakana amin'ny solvents organika sisa tavela toy ny ethanol sy isopropanol amin'ny reagents mitoka-monina asidra nokleika [20].Ny fitrandrahana ranom-boankazo sy fitrandrahana amin'ny dingan'ny solida no fomba malaza indrindra amin'ny fitokanana ny asidra nokleika [21], na izany aza, ny fitrandrahana ranon-drano amin'ny puce dia tena voafetra, satria ny reagents ampiasaina amin'ny fitrandrahana ranon-javatra dia miteraka harafesina amin'ny ankamaroan'ny chips microfluid. .Eto isika dia manasongadina fomba fitrandrahana amin'ny alàlan'ny microarray ary mampitaha ny tombony sy ny fatiantoka.
Silicon dia fitaovana substrate mifanaraka amin'ny asidra nukleika noho ny biocompatibility, ny fahamarinan-toerana ary ny fanamorana ny fanovana [22].Ny zava-dehibe indrindra, rehefa ovaina miaraka amin'ny silica na fitaovana hafa, ity composite ity dia mampiseho fananana mba handrafetana ireo asidra nokleika misy fiatraikany eo ambanin'ny pH ambany, ny sira avo lenta mandritra ny fanondrahana amin'ny pH avo, ny vahaolana sira ambany.Miorina amin'io tranga io, azo atao ny manadio ny asidra nukleika.
Ny endrika isan-karazany amin'ny fitaovana mifototra amin'ny silica dia nampiasaina ho an'ny fitrandrahana asidra nokleika amin'ny microfluidics, toy ny vakana silika, vovoka, sivana microfiber, ary fonon'ny silica [23, 24, 25, 26].Miankina amin'ny toetran'ny fitaovana, ny fitaovana mifototra amin'ny silisiôma dia azo ampiasaina amin'ny microcircuits amin'ny fomba samihafa.Ohatra, ny granules silica, ny vovoka ary ny nanofilters ara-barotra dia azo apetraka tsotra izao ao amin'ny pores na microchannels amin'ny chips microfluidic ary manampy amin'ny fanesorana asidra nokleika avy amin'ny santionany [27, 28, 29].Azo ampiasaina hanadiovana haingana ny ADN amin'ny otrikaretina amin'ny vidiny mora ihany koa ny fonon'ny silica novaina amin'ny ety ivelany.Ohatra, Wang et al.[30] Amin'ny fampifangaroana ny fanehoan-kevitra fanamafisam-peo miaraka amin'ny fifanakalozana rojo mpanelanelana amin'ny vesicle miaraka amin'ny fonon'ny silica voarakotra amin'ny oligosaccharides chitosan, dia nampidirina ny rafitra portable azo tsapain-tanana izay nahitam-pahombiazana ny vondrona 102-108.(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., ary mora hita ny fisian'ny virus.Powell et al.[31] Ny microarrays mifototra amin'ny silikôma dia nampiasaina hamantarana ny viriosy hepatita C (HCV), ny otrik'aretina immunodeficiency olombelona (HIV), ny viriosy Zika, ary ny papillomavirus olombelona ary ny fampielezam-peo mandeha ho azy, izay namoronana microreactor 1.3 μl hisambotra viriosy RNA.ary manao amplification in situ.Ho fanampin'ireo fomba ireo, ny microcolumns silica novaina ambonin'ny tany dia manana anjara toerana lehibe amin'ny fitrandrahana asidra nokleika, satria mampitombo be ny fahombiazan'ny fitrandrahana ny géometrika sy ny fananan'ny fitaovana fanovana.Chen et al.[32] dia nanolotra sehatra microfluidic ho an'ny fitokanana ny RNA ambany-concentration mifototra amin'ny microcolumns silisiôma misy amino.Ity fitaovana mikraoba ity dia mampiditra micropillars 0.25 cm2 amin'ny substrate silisiôma mba hahazoana fahombiazana amin'ny fitrandrahana avo kokoa amin'ny alàlan'ny faritra ambony amin'ny famolavolana tahan'ny volume.Ny tombony amin'ity famolavolana ity dia ny fitaovana microfluidic dia afaka mahatratra hatramin'ny 95% ny fahombiazan'ny fitrandrahana asidra nucleic.Ireo paikady mifototra amin'ny silisiôma ireo dia mampiseho ny lanjan'ny fanokanana haingana ny asidra nokleika amin'ny vidiny mora.Miaraka amin'ny chips microfluidic, ny paikady fitrandrahana mifototra amin'ny silisiôma dia tsy vitan'ny hoe mampitombo ny fahombiazan'ny fitiliana asidra nokleika, fa manamora ny fampidinana sy ny fampidirana ireo fitaovana analytika [20].
Ny fomba fanasarahana andriamby dia mampiasa poti magnetika mba hitoka-monina ireo asidra nokleika amin'ny fisian'ny sahan'andriamby ivelany.Ny poti magnetika ampiasaina matetika dia ahitana ny Fe3O4 na γ-Fe2O3 poti-magnetika mifono silica, amino ary carboxyl [33,34,35,36].Ny mampiavaka ny poti-magnetika raha oharina amin'ny fomba SPE mifototra amin'ny silisiôma dia ny fanamorana ny fanodikodinana sy ny fanaraha-maso amin'ny andriamby ivelany.
Amin'ny fampiasana ny fifandraisana elektrostatika eo amin'ny asidra nukleika sy ny silica, ao anatin'ny toetry ny sira avo sy ny pH ambany, ny asidra nukleika dia mipetaka amin'ny tampon'ny poti-magnetika misy silika, raha eo ambanin'ny sira ambany sy pH avo, ny molekiola dia azo sasana. indray..Ny vakana andriamby vita amin'ny silica dia ahafahana maka ny ADN avy amin'ny santionany be dia be (400 μL) amin'ny alàlan'ny fihetsiketsehana mifehy magnetika [37].Ho fihetsiketsehana, Rodriguez-Mateos et al.[38] nampiasa andriamby tunable hifehy ny famindrana vakana andriamby amin'ny efitra samy hafa.Miorina amin'ny poti-magnetika mifono silika, 470 dika/mL ny ARN génomika SARS-CoV-2 azo alaina avy amin'ny santionany rano maloto ho an'ny LAMP reverse transcription detection (RT-LAMP) ary azo vakiana ao anatin'ny 1 ora ny valiny.maso mitanjaka (sary 2a).
Fitaovana mifototra amin'ny fitaovana magnetika sy porous.Diagrama foto-kevitra momba ny fitaovana mikraoba IFAST RT-LAMP ho an'ny fitiliana RNA SARS-CoV-2 (nampifanarahana tamin'ny [38]).b fitaovana bitika centrifugal ho an'ny dSPE amin'ny asidra nucleic buccal swab (nampifanarahana tamin'ny [39]).c Concentrator santionany mandeha amin'ny herin'ny tena manokana mampiasa karatra FTA® (nampifanarahana tamin'ny [50]).d Taratasy sivana Fusion 5 novaina tamin'ny chitosan (nampifanarahana tamin'ny [51]).SARS-CoV-2 aretin'ny taovam-pisefoana mahery vaika coronavirus 2, RT-LAMP reverse transcription loop mediated isothermal amplification, FTA finders technology partners, NA nucleic acid
Ny poti magnetika misy fiampangana tsara dia mety tsara amin'ny fametahana ny taolam-paty phosphate amin'ny asidra nokleika.Amin'ny fifantohana sira sasany, ny vondrona phosphate misy phosphate misy asidra nokleika dia mety ho voampanga tsara eo ambonin'ny poti-potika magnetika.Noho izany dia novolavolaina ny nanopartikely magnetika misy endrika manjavozavo sy avo lenta amin'ny vondrona amino ho an'ny fitrandrahana asidra nokleika.Aorian'ny fisarahana sy fanakanana magnetika dia azo ampiasaina mivantana amin'ny PCR ny nanopartikely magnetika sy ny complexes ADN, izay manafoana ny filàna fanadiovana sy fanadiovana sarotra sy mandany fotoana [35].Ny nanopartikel magnetika voarakotra amin'ny vondrona carboxyl ratsy dia nampiasaina ihany koa mba hanasarahana ny asidra nokleika mipetaka amin'ny sehatra amin'ny vahaolana polyethylene glycol sy sodium chloride [36].Miaraka amin'ireo vakana andriamby novaina ambonin'ny tany ireo, ny fitrandrahana ADN dia mifanaraka amin'ny fanamafisam-peo manaraka.Dignan et al.[39] dia nanoritsoritra sehatra microfluidic centrifugal mandeha ho azy sy portable ho an'ny fitsaboana mialoha ny asidra nokleika, ahafahan'ny mpiasa tsy ara-teknika hampiasa azy io eny an-toerana.Ankoatra izany, ny fampifanarahana ny ADN mitoka-monina miaraka amin'ny LAMP, fomba iray mifanentana tsara amin'ny famakafakana asidra nucleic point-of-care, dia mampiseho bebe kokoa ny fepetra takiana amin'ny fitaovana sy ny mety amin'ny fitiliana colorimetric (sary 2b).
Ny fomba vakana andriamby dia manolotra ny mety hisian'ny fitrandrahana mandeha ho azy, ny sasany amin'izy ireo dia misy amin'ny fitrandrahana asidra nokleika mandeha ho azy ara-barotra [KingFisher;ThermoFisher (Waltham, MA, Etazonia), QIAcube® HT;CapitalBio (Beijing, Sina) sy Biomek®;Beckman (Miami, Etazonia).), Florida, Etazonia)].Ny tombony amin'ny fampifangaroana vakana magnetika amin'ny microfluidics dia azo ampiasaina amin'ny fitrandrahana automatique amin'ny asidra nokleika, izay mety hampandroso ny fivoaran'ny diagnostika molekiola;na izany aza, ny fitambaran'ny vakana andriamby miaraka amin'ny microfluidics dia mbola miantehitra mafy amin'ny rafitra fanaraha-maso sarotra ho an'ny fanodinkodinana marina ny vakana magnetika, izay manazava ny lazan'ny vokatra ara-barotra ho be dia be sy lafo, izay mametra ny fampiharana bebe kokoa vakana magnetika ao amin'ny POCT.
Fitaovana maro be porous toy ny sivana nitrocellulose novaina, karatra Finders Technology Associates (FTA), taratasy sivana mifototra amin'ny polyethersulfone, ary fitaovana misy glycan no ampiasaina amin'ny fitiliana asidra nokleary [40, 41, 42, 43, 44].Ny fitaovana fibrous porous toy ny taratasy fibra dia nampiasaina voalohany mba hanokafana ny ADN amin'ny alàlan'ny fanitsakitsahana ara-batana ny molekiola ADN misy fibra.Ny pores kely dia mitarika famerana ara-batana mafy ny molekiola ADN, izay misy fiantraikany tsara amin'ny fitrandrahana ADN.Noho ny habe samihafa amin'ny taratasy fibrous, ny fahombiazan'ny fitrandrahana dia tsy mahafeno ny filan'ny fanamafisana ny ADN [45, 46].Ny karatra FTA dia taratasy sivana ara-barotra ampiasaina amin'ny sehatry ny fitsaboana forensika ary ampiasaina betsaka amin'ny faritra hafa amin'ny diagnostika molekiola.Amin'ny alàlan'ny fampiasana taratasy fanivanana cellulose voapoizina amin'ny akora simika isan-karazany mba hanesorana ny fonon'ny sela ao amin'ny santionany, ny ADN navoaka dia voaaro amin'ny fahasimbana hatramin'ny 2 taona.Vao haingana, ny taratasy cellulose impregnated dia novolavolaina mba hamantarana ny molekiolan'ny otrikaretina isan-karazany, ao anatin'izany ny SARS-CoV-2, leishmaniasis ary ny tazomoka [47,48,49].Ny VIH ao amin'ny plasma mitoka-monina dia lysed mivantana, ary ny asidra nokleika virtoaly dia manankarena ao amin'ny membrane FTA® mikoriana ao amin'ny concentrator, izay mamela ny famokarana mahomby ny asidra nokleika [50] (sary 2c).Ny olana lehibe amin'ny fitiliana asidra nokleika amin'ny alàlan'ny karatra FTA dia ny zavatra simika toy ny guanidine sy isopropanol dia manakana ny fanehoan-kevitry ny amplification manaraka.Mba hamahana ity olana ity, dia namorona Fusion 5 chitosan-noovaina taratasy sivana, izay mitambatra ny tombony na ny interlacing ara-batana ny molekiola ADN sy ny fibrous taratasy sivana, ary ny electrostatic adsorption ADN amin'ny chitosan-novaina kanto mba hahazoana tena mahomby ny nucleic asidra fitrandrahana. ..fibre sivana [51] (sary 2d).Toy izany koa, Zhu et al.[52] dia nampiseho fomba PCR novaina chitosan mifototra amin'ny rafitra microfluidic capillary in situ mba hitokanana haingana sy hahitana ny RNA virus Zika.Ny asidra nukleika dia azo amboarina / desorbed amin'ny lysate mifangaro / PCR, tsirairay avy, mifototra amin'ny fananan'ny chitosan on / off.on and off", mamaly ny pH.
Araka ny voalaza etsy ambony, ireo tetika ireo dia manambatra ny tombony amin'ny fitaovana matanjaka isan-karazany ary mampitombo ny fahombiazan'ny fitrandrahana asidra nokleika amin'ny microfluidics.Amin'ny fampiharana azo ampiharina, ny fampiasana ireo fitaovana ireo amin'ny fatrany dia tsy ara-toekarena, ary ny fitsaboana amin'ny ety ivelany na ny fanovana eny ambonin'ny fitaovana mahazatra miaraka amin'ireo fitaovana ireo dia afaka miaro ny asany ihany koa.Noho izany, heverina fa ny fampiharana ireo paikady ireo aorian'ny fandalinana pilote dia mety hampihena ny fandaniana.
Ny fitiliana asidra nukleika amin'ny sehatra microfluid dia matetika mampiasa santionany kely (<100 µl), noho izany dia mitaky fanamafisana ny asidra nokleika kendrena miaraka amin'ny probe manokana ho an'ny fiovam-po ho famantarana izay mety amin'ny fisavana ambany (optical, elektrika ary magnetika) [53, 54]. Ny fitiliana asidra nukleika amin'ny sehatra microfluid dia matetika mampiasa santionany kely (<100 µl), noho izany dia mitaky fanamafisana ny asidra nokleika kendrena miaraka amin'ny probe manokana ho an'ny fiovam-po ho famantarana izay mety amin'ny fisavana ambany (optical, elektrika ary magnetika) [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]. Rehefa manandrana asidra nokleika amin'ny sehatra microfluid, dia matetika ampiasaina ny santionany kely (<100 µL), noho izany dia ilaina ny fanamafisana ny asidra nokleika kendrena miaraka amin'ny probe manokana mba hanovana azy ho famantarana mety ho an'ny fitiliana manaraka (optical, elektrika ary magnetika) [53, 54].. ].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 下游) 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]]. Ny fitadiavana asidra nokleika amin'ny sehatra microfluid dia matetika mampiasa santionany kely (<100 μl), izay mitaky fanamafisana ny asidra nokleika kendrena miaraka amin'ny probe manokana hanovana azy ireo ho famantarana ho an'ny fitiliana manaraka (optical, elektrika, ary magnetika) [53, 54]] .Ny fanamafisana ny asidra nukleika amin'ny microfluidics dia afaka manafaingana ihany koa ny fanehoan-kevitra, manatsara ny fetran'ny fitiliana, mampihena ny fepetra takian'ny santionany, ary manatsara ny fahitsiana [55, 56].Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, miaraka amin'ny fanatanterahana ny fitiliana haingana sy marina, dia nampiharina tamin'ny microfluidics ny fomba fampitomboana asidra nokleika isan-karazany, anisan'izany ny PCR sy ny fanehoan-kevitra fanamafisana isothermal sasany.Ity fizarana ity dia hamintina ireo fomba fitiliana asidra nokleika mifototra amin'ny rafitra mikrofluida.
Ny PCR dia simulation ny dingan'ny famerenan'ny ADN amin'ny zavamananaina iray, ny teoria izay voalaza amin'ny antsipiriany any an-kafa ary tsy horesahina eto.Ny PCR dia afaka mampitombo ADN/RNA kendrena kely dia kely amin'ny tahan'ny exponential, ka mahatonga ny PCR ho fitaovana mahery vaika hahitana haingana ny asidra nokleika.Tao anatin'ny folo taona faramparany, maro ny fitaovana microfluidic azo entina miaraka amin'ny PCR thermal cycling system no novolavolaina mba hanomezana fahafaham-po ny filan'ny diagnostics point-of-care [57, 58].Ny PCR on-chip dia azo zaraina ho karazany efatra (conventional, continuous flow, spatially switched, ary convective PCR) araka ny fomba fanaraha-maso ny mari-pana [59].Ohatra, Gee et al.[60] dia namolavola fomba PCR (RT-qPCR) mivadika mivantana amin'ny sehatra microfluidic manokana ho an'ny fitiliana multiplex ny virus SARS-CoV-2, gripa A ary B amin'ny santionany swab tenda (sary 3a).Park et al.[61] dia nanamboatra puce famakafakana pathogen tsotra tamin'ny alàlan'ny fampidirana PCR sarimihetsika manify, electrodes, ary mody microfluidic mifototra amin'ny rantsantanana polydimethylsiloxane.Na izany aza, ireo asa roa ireo dia ahitana ny lesoka mahazatra amin'ny PCR mahazatra.Ny PCR dia mitaky bisikileta mafana, izay mametra ny fanamafisam-peo bebe kokoa ary mampihena ny fotoana fitsapana.
Ny fampivoarana ny fikorianan'ny microfluidic mifototra amin'ny fikorianan'ny rivotra sy ny PCR mifamadika habakabaka dia zava-dehibe amin'ny famahana ity olana ity.Amin'ny fampiasana fantsona serpentine lava na fantsona mahitsy fohy, ny PCR mikoriana tsy tapaka dia afaka manome fanamafisam-peo haingana amin'ny alàlan'ny fampielezam-peo mavitrika amin'ny faritra telo preheat miaraka amin'ny paompy tsy misy chip.Ity fandidiana ity dia misoroka tsara ny dingana tetezamita eo amin'ny hafanan'ny fanehoan-kevitra samihafa ary noho izany dia mampihena be ny fotoana fitsapana [62] (sary 3b).Ao amin'ny fanadihadiana iray hafa nataon'i Jung et al.[63] dia nanolotra mpandinika fototarazo PCR rotary vaovao izay manambatra ny toetran'ny PCR raikitra sy mikoriana ho an'ny PCR transcription ultrafast sy multiplex (sary 3c).Ho an'ny fanamafisana ny asidra nokleika, ny microchip PCR dia mihodina amin'ny alàlan'ny bloc fanafanana telo amin'ny mari-pana samihafa: 1. Ny bloc denaturation 94 ° C, 2. Ny bloc annealing amin'ny 58 ° C, 3. Ny sakana fanitarana amin'ny 72 ° C.
Fampiharana PCR amin'ny microfluidics.Fanehoana schematic ny dirRT-qPCR amin'ny sehatra microfluidic (nampifanarahana tamin'ny [60]).b Fampisehoana schematic amin'ny microarray PCR mikoriana mitohy mifototra amin'ny fantsona serpentine (nampifanarahana tamin'ny [62]).c fanehoana schematic amin'ny mpandinika fototarazo PCR rotary, misy microchip, bloc fanafanana telo ary motera stepper (nampifanarahana tamin'ny [63]).d Diagram ny thermoconvection PCR miaraka amin'ny centrifugation sy setup (nampifanarahana tamin'ny [64]).DirRT-qPCR, fanehoan-kevitry ny rojo polymerase transcription mivantana
Amin'ny fampiasana kapilara sy tadivavarana na takelaka manify aza, ny convection PCR dia afaka mampitombo haingana ny asidra nokleika amin'ny alàlan'ny convection mafana maimaim-poana voajanahary tsy mila paompy ivelany.Ohatra, ny sehatra microfluidic polymer cyclic olefin dia novolavolaina tamin'ny dingan'ny fanafanana mihodinkodina izay mampiasa bisikileta mafana miaraka amin'ny centrifugation amin'ny microchannel PCR loop [64] (sary 3d).Ny vahaolana fanehoan-kevitra dia entin'ny convection mafana, izay mifanakalo tsy tapaka ny mari-pana ambony sy ambany amin'ny microchannel miaraka amin'ny rafitra annular.Ny dingana fanamafisam-peo manontolo dia azo vita ao anatin'ny 10 minitra miaraka amin'ny fetran'ny 70.5 pg/channel.
Araka ny efa nampoizina, ny PCR haingana dia fitaovana mahery vaika ho an'ny rafitra diagnostika molekiola-valin'ny santionany sy rafitra famakafakana multiplex.Ny PCR haingana dia mampihena be ny fotoana hitadiavana ny SARS-CoV-2, izay manampy amin'ny fanaraha-maso mahomby ny valan'aretina COVID-19.
Ny PCR dia mitaky cycler mafana be pitsiny izay tsy mety amin'ny POCT.Vao haingana, ny teknika fanamafisam-peo isothermal dia nampiharina tamin'ny microfluidics, anisan'izany fa tsy voafetra amin'ny LAMP, recombinase polymerase amplification (RPA), ary ny fanamafisana mifototra amin'ny fizotry ny asidra nucleic [65,66,67,68].Miaraka amin'ireo teknika ireo, ny asidra nokleika dia ampitomboina amin'ny mari-pana tsy tapaka, manamora ny famoronana fitaovana POCT mora vidy sy saro-pady ho an'ny diagnostika molekiola.
Ny fitiliana LAMP mifototra amin'ny microfluidics avo lenta dia mamela ny fitiliana aretina marobe [42, 69, 70, 71].Miaraka amin'ny rafitra microfluidic centrifugal, ny LAMP dia afaka manamora kokoa ny automatique ny fitiliana asidra nokleika [69, 72, 73, 74, 75].Ny SlipChip spin-and-react dia novolavolaina ho an'ny fijerena maso ny bakteria mifanitsy amin'ny fampiasana LAMP [76] (sary 4a).Rehefa mampiasa LAMP optimized amin'ny assay, ny fluorescence signal-to-noise ratio dia eo ho eo amin'ny 5-heny, ary nahatratra 7.2 copies/μl ny ADN genomic ny fetran'ny fitiliana. Ankoatr'izay, ny fisian'ny otrikaretina bakteria fandevonan-kanina dimy, anisan'izany ny Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ary Vibrio parahaemolyticus, dia nojerena tamin'ny fomba tao anatin'ny <60 min. Ankoatr'izay, ny fisian'ny otrikaretina bakteria fandevonan-kanina dimy, anisan'izany ny Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ary Vibrio parahaemolyticus, dia nojerena tamin'ny fomba tao anatin'ny <60 min.Ankoatra izany, ny fisian'ny otrikaretina dimy mahazatra ao amin'ny taratasy mivalona amin'ny fandevonan-kanina, anisan'izany ny Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ary Vibrio parahaemolyticus, dia hita tamin'ny fampiasana an'io fomba io tao anatin'ny 60 minitra latsaka.此外, 基于 该 方法 在 <60 分钟 内 可 视化 了 五 种 常见 消化道 细菌病 原体 的 存在, 包括 蜡状 芽孢杆菌, 大 肠杆菌, 肠 沙门 氏 菌, 河流 弧菌 和 副溶血性 弧菌.此外, 基于 该 方法 在 <60 分钟 内 视化 了 五 种 常见 消化道 细菌病 的 存在, 包括 包括, 包括 大 大, 肠 氏 菌, 弧菌 和 副溶血 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 HIPAnkoatr'izay, ny fisian'ny otrikaretina gastrointestinal dimy mahazatra, anisan'izany ny Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius, ary Vibrio parahaemolyticus, dia hita tamin'ny fampiasana an'io fomba io tao anatin'ny 60 minitra latsaka.
Ny tombony amin'ny LAMP amin'ny microfluidics dia ahitana, ankoatry ny hafa, ny valiny haingana sy ny fahitana kely.Na izany aza, noho ny hafanan'ny fanehoan-kevitra (manodidina ny 70°C), dia tsy azo ihodivirana ny aerosol mandritra ny LAMP, ka miteraka taham-pahombiazana diso tafahoatra.Mila amboarina ho an'ny LAMP ihany koa ny fanamarihan'ny assay, ny famolavolana voalohany ary ny fanaraha-maso ny mari-pana.Ho fanampin'izay, manana sanda lehibe ary tokony hovolavolaina ny famolavolana chip izay manatanteraka fitiliana tanjona marobe amin'ny chip tokana.Ankoatr'izay, ny LAMP dia mety amin'ny fitadiavana tanjona marobe tafiditra ao anaty chip iray, izay manan-danja lehibe, saingy mbola misy toerana malalaka ho an'ny fampandrosoana.
Ny tahan'ny LAMP diso avo lenta dia azo ahena amin'ny ampahany amin'ny RPA, satria ny mari-pana fanehoan-kevitra somary ambany (~ 37 ° C) dia miteraka olana kely amin'ny etona [77].Ao amin'ny rafitra RPA, ny primer roa mifanohitra dia manomboka ny synthesis ADN amin'ny alàlan'ny fatorana amin'ny recombinase ary ny fanamafisana dia azo atao ao anatin'ny 10 minitra [78,79,80,81].Noho izany, ny fizotran'ny RPA manontolo dia haingana kokoa noho ny PCR na LAMP.Tao anatin'ny taona vitsivitsy, ny teknolojia microfluidic dia naseho hanatsara bebe kokoa ny hafainganam-pandeha sy ny fahamarinan'ny RPA [82,83,84].Ohatra, Liu et al.[85] dia namolavola fitsirihana fanamafisam-peo polymerase recombinase mitambatra mikraoba mitambatra ho an'ny fisavana haingana sy saro-pady ny SARS-CoV-2 amin'ny alàlan'ny fampidirana ny RPA (RT-RPA) transcription mivadika sy ny rafitra fitsirihana ny tadin'ny lateral lateral.ao anaty système microfluidic tokana.Sary 4b).Ny fetran'ny fisavana dia 1 kopia/µl na 30 kopia/santionany, ary azo atao ao anatin'ny 30 minitra eo ho eo ny fitiliana.Kong et al.Namolavola fitaovana mikraoba azo ampiasaina.[86] nampiasa ny maripanan'ny vatana sy ny rafitra fitiliana fluorescence amin'ny finday mba hamantarana haingana sy mivantana ny ADN VIH-1 amin'ny alàlan'ny RPA (sary 4c).Ny fitiliana RPA azo ampiasaina dia mahita kopia 100/mL amin'ny filaharana kendrena ao anatin'ny 24 minitra, mampiseho ny mety hisian'ny fitiliana haingana ny zaza voan'ny VIH-1 amin'ny toerana voafetra ny loharanon-karena.
Fanamafisana Isothermal amin'ny fitsapana momba ny fitsaboana (POCT).Fampandrosoana sy famokarana ny spin and reaction SlipChip.Taorian'ny fandrefesana plasma, dia natambatra niaraka tamin'ny voanjo maromaro ny poti-pasika ambony sy ambany mba hamoronana ilay puce farany (nampifanarahana tamin'ny [76]).b Schematic ny rafitra MI-IF-RPA ho an'ny fitiliana COVID-19 (nampifanarahana tamin'ny [85]).c Skema amin'ny fitsapana RPA azo ampiasaina mba hahitana haingana ny ADN VIH-1 (nampifanarahana tamin'ny [86]).SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM carboxyfluorescein, virosy immunodeficiency olombelona VIH, RPA recombinase polymerase amplification, LED light emitting diode, MI-IF-RPA Microfluidics F Integrated Lacombinaly Integrated Fanamafisana
Ny RPA mifototra amin'ny microfluidic dia mivoatra haingana, na izany aza, ny vidin'ny fanamboarana chip sy ny fanjifana fanehoan-kevitra dia avo loatra ary tsy maintsy ahena mba hampitomboana ny fisian'ity teknolojia ity.Ankoatr'izay, ny fahatsapana avo lenta amin'ny RPA dia mety hisy fiantraikany amin'ny fanamafisana ny vokatra tsy voafaritra, indrindra amin'ny fisian'ny loto.Ireo fetra ireo dia mety hisy fiantraikany amin'ny fampiharana ny RPA amin'ny rafitra microfluidic ary mendrika ny fanatsarana bebe kokoa.Ilaina ihany koa ny primer sy probes natao tsara ho an'ny tanjona isan-karazany mba hanatsarana ny fahafahan'ny paikady microfluidic miorina amin'ny RPA ao amin'ny POCT.
Cas13 sy Cas12a dia manana fahafahana manapaka kisendrasendra ny asidra nokleika ary noho izany dia azo novolavolaina ho fitaovana fitiliana sy fitiliana.Cas13 sy Cas12a dia mavitrika rehefa mifamatotra amin'ny ADN na RNA kendrena.Rehefa mihetsiketsika, ny proteinina dia manomboka manapaka asidra nokleika hafa eo akaiky eo, ary avy eo dia mitarika ny RNA mikendry ny asidra nokleika manokana momba ny pathogen dia afaka manapaka ny probe fluorescent efa maty ary mamoaka ny fluorescence.Miorina amin'ity teoria ity, Kellner et al.[87] dia namolavola fomba fiasa Cas13 [Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKING (SHERLOCK)], ary Broughton et al.[88] dia namolavola fomba fiasa hafa mifototra amin'ny Cas12a [CRISPR Trans Reporter mikendry ny endonuclease ADN (DTECR)].
Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, nisy fomba isan-karazany hitadiavana asidra nokleika mifototra amin'ny CRISPR [89, 90].Ny fomba mahazatra mifototra amin'ny CRISPR dia matetika mandany fotoana sy miasa mafy noho ny fomba fiasa maro ao anatin'izany ny fitrandrahana asidra nokleika, ny fanamafisana ary ny fitadiavana CRISPR.Ny fiparitahan'ny ranon-javatra amin'ny rivotra dia mety hampitombo ny mety hisian'ny vokatra tsara diso.Raha jerena ireo voalaza etsy ambony ireo, ny rafitra mifototra amin'ny CRISPR dia tena mila fanatsarana.
Ny sehatra microfluidic fehezin'ny pneumatika izay afaka manao famakafakana 24 mifanitsy dia novolavolaina ho an'ny CRISPR-Cas12a sy CRISPR-Cas13a fampiharana [91].Ny rafitra dia manana fitaovana fitiliana fluorescence izay mandingana ny fanamafisana ny asidra nokleika ary mamantatra ho azy ny santionan'ny ADN sy RNA femtomolar.Chen et al.[92] ny fanamafisana ny recombinase miaraka amin'ny rafitra CRISPR-Cas12a amin'ny microfluidics centrifugal (sary 5a).Ity asa ity dia mandresy ny fahasarotan'ny fampidirana ireo dingana roa ireo satria ny Cas12a dia afaka mandevona ny ADN mpitondra hafatra ary manakana ny fizotry ny fanamafisana.Ankoatra izany, Chen et al.[92] notahirizina mialoha koa ny réagent réagent amin'ny fifehezana microfluidic centrifugal mba hamitana ny dingana manontolo.Amin'ny asa hafa, Silva et al.[93] dia namolavola fomba diagnostika tsy misy fanamafisam-peo CRISPR/Cas12a sy smartphone hamantarana ny SARS-CoV-2 (sary 5b).Ity fitsapana ity, fantatra amin'ny anarana hoe rafitra tsy misy fanamafisam-peo mifototra amin'ny telefaona finday, dia misy anzima miankina amin'ny CRISPR/Cas izay mifototra amin'ny fijerena smartphone amin'ny famantarana bubble vokarin'ny catalase amin'ny fantsona mikrofluida.Ny fitadiavana saropady latsaky ny 50 dika/µl amin'ny asidra nokleika tsy misy fanamafisam-peo mialoha, ny dingana manontolo manomboka amin'ny tsindrona santionany ka hatramin'ny famakiana famantarana dia 71 minitra monja.
Fomba fitiliana asidra nukleika mifototra amin'ny CRISPR.POCT centrifugal ho an'ny diagnostika molekiola mitambatra mifototra amin'ny CRISPR (nampifanarahana tamin'ny [92]).b Fampandrosoana ny fitsapana CASCADE ho an'ny famakafakana amin'ny smartphone amin'ny SARS-CoV-2 (nampifanarahana tamin'ny [93]).Fanamafisana ny RAA recombinase, motif protospacer mifanila amin'ny PAM, famerimberenan'ny palindromika fohy mivondrona CRISPR amin'ny fotoana tsy tapaka, rafitra CASCADE tsy misy fanamafisana finday miaraka amin'ny enzymes miankina amin'ny CRISPR/CAS, 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride EDC
Amin'ny maha dingana farany amin'ny fitiliana asidra nokleika, ny fitiliana famantarana dia maneho mivantana ny valin'ny diagnostika ary antony lehibe amin'ny fampandrosoana POCT mahomby, saro-pady ary marina.Ny famantarana dia azo vakiana amin'ny fampiasana fomba isan-karazany toy ny fluorescent, electrochemical, colorimetric ary paikady magnetika.Amin'ity fizarana ity, dia mamaritra ny anton'ny fomba fiasa tsirairay isika ary mampitaha ny diagnostika molekiola momba ny areti-mifindra amin'ny microfluidics.
Ny paikady mifototra amin'ny fluorescence dia ampiasaina betsaka amin'ny diagnostika POCT amin'ny areti-mifindra noho ny tombony miavaka amin'ny fahatsapana tsara, ny vidiny ambany, ny fanamorana ny fandidiana, ary ny fanadihadiana momba ny fitsaboana [94, 95].Ireo tetika ireo dia mampiasa fluorophores misy marika toy ny lokon'ny fluorescent sy ny nanomaterials mba hamoronana famantarana azo tsapain-tanana (fampitomboana ny fluorescence na famonoana).Ity fikarohana ity dia manoro hevitra fa ny paikady mifototra amin'ny fluorescence dia azo zaraina amin'ny fametahana fluorescent mivantana, famantarana famantarana ary famantarana famantarana fluorescent [96].Ny fandrefesana ny mari-pamantarana fluorescent mivantana dia mampiasa etikety fluorescent manokana mba hanoratana ligne manokana izay miteraka fluorescence manokana rehefa mifady amin'ny tanjona iray.Ho an'ny fitiliana fluorescence mifototra amin'ny famantarana, ny kalitaon'ny famantarana fluorescent dia mifandray tsara amin'ny halehiben'ny fahalianana.Ny hamafin'ny fluorescence dia tsy azo tsinontsinoavina raha tsy misy lasibatra ary azo tsapaina rehefa ampy ny tanjona.Mifanohitra amin'izany, ny hamafin'ny fluorescence hita amin'ny fluorescence "signal-off" dia mifanohitra amin'ny habetsahan'ny tanjona, amin'ny voalohany dia mahatratra ny sanda ambony indrindra ary mihena tsikelikely rehefa mihabetsaka ny tanjona.Ohatra, amin'ny fampiasana ny CRISPR-Cas13a mifototra amin'ny trans-cleavage mekanika, Tian et al.[97] dia namolavola paikady famantarana vaovao hamantarana ny RNA izay mandalo mivantana ny fandikana mivadika (sary 6a).Rehefa mifamatotra amin'ny RNA kendrena mifameno, ny complex CRISPR-Cas13-RNA dia azo ahetsiketsika, ka miteraka fikorontanan'ny transcollateral amin'ny RNA mpanao gazety tsy voafaritra.Ny mpanao gazety misy marika fluorescently [fluorophore (F)] dia vonoina amin'ny alàlan'ny famonoana (Q) tsy misy dikany ary mipoitra rehefa tapaka ny complexe mavitrika.
Ny tombony amin'ny fitiliana electrochemical dia ny hafainganam-pandeha avo lenta, ny famokarana mora, ny vidiny ambany, ny mora entina ary ny fanaraha-maso mandeha ho azy.Izy io dia fomba famakafakana mahery vaika ho an'ny fampiharana POCT.Miorina amin'ny transistors effet an'ny graphene Gao et al.[98] dia namolavola nanobiosensor ho an'ny fitiliana multiplex ny antigène aretina Lyme avy amin'ny bakteria Borrelia burgdorferi miaraka amin'ny fetran'ny 2 pg / mL (sary 6b).
Ny fitsirihana colorimetric dia nampiasaina tamin'ny fampiharana POCT, nahazo tombony tamin'ny tombotsoan'ny portability, ny vidiny ambany, ny fanamorana ny fanomanana ary ny famakiana hita maso.Ny fitsirihana colorimetric dia afaka mampiasa ny oxidation ny peroxidase na ny peroxidase-toy ny nanomaterials, ny fanangonana ny nanomaterials, ary ny fanampiana ny lokon'ny mpanondro hanovana ny vaovao momba ny fisian'ny asidra nokleika kendrena ho fiovan'ny loko hita maso [99, 100, 101].Marihina fa ny nanopartikely volamena dia ampiasaina betsaka amin'ny fampivoarana paikady colorimetric, ary noho ny fahafahan'izy ireo mampirisika ny fiovan'ny loko haingana sy manan-danja, dia mitombo ny fahalianana amin'ny fampivoarana ny sehatra colorimetric POCT ho an'ny diagnostika amin'ny areti-mifindra [102].Miaraka amin'ny fitaovana microfluidic centrifugal mitambatra [103], ny pathogen entin'ny sakafo ao amin'ny santionan'ny ronono voaloto dia azo jerena ho azy amin'ny haavon'ny sela bakteria 10, ary ny valiny dia azo vakiana hita maso ao anatin'ny 65 minitra (sary 6c).
Ny teknika fandrefesana andriamby dia afaka mamantatra tsara ny famakafakana amin'ny fampiasana fitaovana magnetika, ary nisy fahalianana lehibe tamin'ny fampiharana POCT tato anatin'ny folo taona lasa.Ny teknika fandrefesana andriamby dia manana tombony tsy manam-paharoa toy ny fitaovana magnetika mora vidy fa tsy singa optika lafo vidy.Na izany aza, ny fampiasana sahan'andriamby dia manatsara ny fahombiazan'ny fitiliana ary mampihena ny fotoana fanomanana santionany [104].Ankoatr'izay, ny valin'ny fizahana magnetika dia mampiseho ny mari-pamantarana avo lenta, ny fahatsapana ary ny tahan'ny signal-to-noise avo lenta noho ny mari-pamantarana magnetika tsy misy dikany amin'ny santionany biolojika [105].Sharma et al.nampiditra biosensor mifototra amin'ny tonelina magnetika ao anaty sehatra microchip portable.[106] ho an'ny fitiliana marobe ny pathogens (sary 6d).Ny biosensors dia mahita moramora ny asidra nokleika subnanomolar mitokana amin'ny otrikaretina.
Fomba fitiliana famantarana mahazatra.Ny foto-kevitra momba ny fikarohana hyperlocalized ny Cas13a (nampifanarahana tamin'ny [97]).b Graphene nanobiosensor FET miaraka amin'ny Lyme GroES scFv (nampifanarahana tamin'ny [98]).c Famantarana colorimetric ho an'ny fitiliana multiplex ny otrikaretina entin'ny sakafo ao anaty chip microfluidic centrifugal: santionany No. 1 sy No. 3 misy otrikaretina kendrena, ary santionany No. 2, No. 4 ary No. 5 tsy misy otrikaretina kendrena (nampifanarahana tamin'ny [103]) .d Biosensor mifototra amin'ny fihaonan'ny tonelina magnetika, ao anatin'izany ny sehatra, ny fanamafisam-peo fanakanana naorina, ny rafitra fanaraha-maso, ary ny famatsiana herinaratra ho an'ny famokarana / fahazoana famantarana (nampifanarahana tamin'ny [106]).GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA polymethyl methacrylate
Na dia eo aza ny toetra tena tsara amin'ireo fomba fisavana etsy ambony, dia mbola misy ny fatiantoka.Ireo fomba ireo dia ampitahaina (tabilao 1), ao anatin'izany ny fampiharana sasany miaraka amin'ny antsipiriany (tsara sy ratsy).
Miaraka amin'ny fivoaran'ny microfluidics, ny rafitra microelectromechanika, ny nanotechnology ary ny siansa momba ny fitaovana, ny fampiasana chips microfluidic amin'ny fitiliana ny areti-mifindra dia mandroso hatrany [55,96,107,108].Ny fanodinkodinana tsara ny fitaovana kely sy ny ranoka dia manampy amin'ny fahitsiana ny diagnostika sy ny fahombiazan'ny vidiny.Noho izany, ho an'ny fampandrosoana bebe kokoa, dia nisy ny ezaka natao mba hanatsarana sy hanatsarana ny poti-potika, ka miteraka poti-mikrofluida isan-karazany manana rafitra sy fiasa samihafa.Eto isika dia manolotra fohifohy karazana sehatra microfluidic mahazatra ary mampitaha ny toetrany (tsara sy ratsy).Ankoatr'izay, ny ankamaroan'ny ohatra voatanisa etsy ambany dia mifantoka indrindra amin'ny ady amin'ny SARS-CoV-2.
Ny LOCCs no rafitra famakafakana be pitsiny indrindra ary ny fiasan'izy ireo dia tena kely, mitambatra, mandeha ho azy ary mifanitsy amin'ny tsindrona santionany sy ny fanomanana, ny fanaraha-maso ny fikorianan'ny rano ary ny fitiliana rano [109, 110].Ny ranon-javatra dia amboarina amin'ny alàlan'ny géometrika novolavolaina tsara sy ny fifaneraserana amin'ny fiantraikany ara-batana maro toy ny gradients fanerena, hetsika kapila, electrodynamics, saha magnetika ary onjam-peo [111].Ny LOCC dia mampiseho tombony tsara amin'ny famandrihana avo lenta sy ny fitiliana marobe, miaraka amin'ny hafainganam-pandehan'ny famakafakana haingana, ny haben'ny santionany kely, ny fanjifana herinaratra ambany, ary ny fitantanana avo lenta sy ny fahombiazan'ny asa;Na izany aza, ny fitaovana LOCC dia tena marefo, ary ny famokarana, ny fonosana ary ny fifandraisana.Na izany aza, ny multiplexing sy ny fampiasana indray dia miatrika olana goavana [96].Raha ampitahaina amin'ny sehatra hafa, ny LOCC dia manana tombony tsy manam-paharoa amin'ny resaka fahasamihafan'ny fampiharana ambony indrindra sy ny fampifanarahana ny teknolojia tsara indrindra, saingy miharihary ihany koa ny fatiantokany, izany hoe ny fahasarotana avo lenta sy ny fiverimberenana ratsy.Ny fiankinan-doha amin'ny paompy ivelany, izay matetika be sy lafo, dia mametra ny fampiasana azy amin'ny POCT.
Nandritra ny fihanaky ny COVID-19 dia nahazo saina be ny LOCC.Mandritra izany fotoana izany, misy chips vaovao maromaro izay manambatra ny teknolojia maromaro.Ohatra, ny finday avo lenta dia ampiasaina betsaka ho fitaovana famakafakana azo entina ary manana fahafahana lehibe ho an'ny fampidirana LOCC.Masoandro et al.[21] dia nanamboatra chip microfluidic izay mamela ny filaharan'ny asidra nokleika manokana amin'ny otrikaretina dimy, anisan'izany ny SARS-CoV-2, mampiasa LAMP ary nandinika azy ireo tamin'ny alàlan'ny finday iray tao anatin'ny 1 ora taorian'ny fiafaran'ny fanehoan-kevitra.Ohatra iray hafa, Sundah et al.[112] dia namorona switch molecular [fanamafisana catalytic amin'ny alàlan'ny molecular transition state switch (CATCH)] mba hahitana mivantana sy saro-pady ny lasibatra SARS-CoV-2 RNA mampiasa finday. Ny CATCH dia mifanaraka amin'ny LOCC portable ary mahatratra ny fahombiazany (manodidina ny 8 RNA copies / μl; <1 h amin'ny mari-pana) [112]. Ny CATCH dia mifanaraka amin'ny LOCC portable ary mahatratra ny fahombiazany (manodidina ny 8 RNA copies / μl; <1 h amin'ny mari-pana) [112]. CATCH совместим с портативным LOCC и обеспечивает превосходную производительность (примерно 8 копий РНК/мклт; 1 мкт; CATCH dia mifanaraka amin'ny LOCC portable ary manome vokatra tsara (eo ho eo amin'ny 8 RNA copies/µl; <1 h amin'ny mari-pana) [112]. CATCH 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 RNA 拷贝/μl；室温下< 1 小时）[112]。 CATCH 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 RNA 拷贝/μl；室温下< 1 小时）[112]。 CATCH совместим с портативными LOCC и обладает превосходной производительностью (примерно 8 копий РНК/мкпл; CATCH dia mifanaraka amin'ny LOCC portable ary manana fampisehoana tsara (eo ho eo amin'ny 8 RNA copies/µl; <1 ora amin'ny mari-pana) [112].Ho fanampin'izay, ny fitaovana LOCC ho an'ny diagnostika molekiola dia mampiasa hery mitondra fiara toy ny vacuum, stretch, ary saha elektrika.Kang et al.[113] dia nampiseho PCR nanoplasma-on-a-chip tena haingana sy haingana indrindra ho an'ny fitiliana haingana sy fatra amin'ny COVID-19 eny an-kianja amin'ny alàlan'ny chip PCR plasmonic liquide vacuum.Li et al.[114] avy eo dia namolavola chip microfluidic entin-drivotra izay nahafahan'ny fitiliana ny COVID-19.Ny sehatra dia mampiasa ny rafitra fanamafisam-peo RT-LAMP mba hamaritana raha tsara na ratsy ny santionany.Taorian'izay, Ramachandran et al.[115] dia nahatratra gradients elektrônika mifanaraka amin'ny fampiasana isotachophoresis (ITP), teknika mifantoka amin'ny ion mifantina ampiharina amin'ny microfluidics.Miaraka amin'ny ITP, ny RNA kendrena avy amin'ny santionany swab nasopharyngeal manta dia azo diovina ho azy.Avy eo Ramachandran et al.[115] Ny fampifangaroana an'io fanadiovana ITP io miaraka amin'ny LAMP nohatsaraina ITP sy ny fitiliana CRISPR dia nahitana ny SARS-CoV-2 tao amin'ny swab nasopharyngeal olombelona sy ny santionany klinika tao anatin'ny 35 minitra teo ho eo.Fanampin'izany, tsy mitsaha-mitombo ny hevitra vaovao.Jadhav et al.[116] dia nanolotra tetika diagnostika mifototra amin'ny spectroscopy Raman nohatsaraina ambonin'ny tany miaraka amin'ny fitaovana microfluid misy na nanotubes karbônina miloko volamena / volafotsy miorim-paka mitsangana na micro / nanotubes electrospun azo ampiasaina.Ny microchannels sivana vita amin'ny membrane dia azo ampiasaina.Ny fitaovana dia misoroka viriosy avy amin'ny ranon-javatra isan-karazany/exudations toy ny rora, nasopharynx ary ranomaso.Noho izany, be dia be ny viriosy ary azo fantarina tsara amin'ny sonia Raman ny viriosy.
LOAD dia sehatra microfluidic centrifugal izay fehezin'ny protocol matetika izay manodina substrate microstructured [110].Ny fitaovana LOAD dia miavaka amin'ny fampiasana hery centrifugal ho toy ny hery enti-manentana.Ny ranon-javatra koa dia iharan'ny hery kapilara, Euler ary Coriolis.Amin'ny fampiasana fitaovana centrifuge, ny famakafakana dia atao amin'ny fampandehanana rano tsy tapaka avy amin'ny radial mankany amin'ny toeran'ny ivelany, manafoana ny filàna fantsona ivelany fanampiny, paompy, actuator ary valva mavitrika.Raha fintinina, fomba fanaraha-maso tokana dia manamora ny asa.Ny hery miasa amin'ny ranon-javatra ao amin'ny fantsona microfluidic mitovy amin'ny halavirana mitovy amin'ny foibe entana dia mitovy, izay ahafahana mamerina ny rafitra fantsona.Noho izany, ny fitaovana LOAD dia tsotra sy ara-toekarena kokoa amin'ny famolavolana sy ny fanamboarana noho ny fitaovana LOCC mahazatra, raha ny fanehoan-kevitra dia mahaleo tena sy mifanitsy amin'ny ankapobeny;Na izany aza, noho ny hery mekanika avo lenta amin'ny fitaovana centrifugal, dia voafetra ny fitaovana chip misy ary sarotra ny boky kely.mankany amin'ny fiara.Mandritra izany fotoana izany, ny ankamaroan'ny fitaovana LOAD dia natao ho an'ny fampiasana tokana ihany, izay lafo ho an'ny fitiliana goavana [96, 117, 118, 119].
Tao anatin'ny folo taona farany, LOAD, noheverina ho iray amin'ireo fitaovana mikraoba mampanantena indrindra, dia nahazo fiheverana be avy amin'ny mpikaroka sy mpanamboatra.Noho izany, ny LOAD dia nahazo fankatoavana be dia be ary nampiasaina ho an'ny diagnostika molekiola amin'ny otrikaretina areti-mifindra [120, 121, 122, 123, 124], indrindra mandritra ny fihanaky ny COVID-19.Ohatra, amin'ny faran'ny taona 2020, Ji et al.[60] dia nampiseho fitiliana RT-qPCR mivantana ho an'ny fitiliana parallèle haingana sy mandeha ho azy ny otrikaretina SARS-CoV-2 sy ny gripa A sy B amin'ny santionany swab tenda.Avy eo Xiong et al.[74] dia nanolotra sehatra microfluidic discoid mitambatra amin'ny LAMP ho an'ny fitiliana haingana, marina ary miaraka amin'ny coronaviruses taovam-pisefoana fito, anisan'izany ny SARS-CoV-2, ao anatin'ny 40 minitra.Tamin'ny fiandohan'ny taona 2021, de Oliveira et al.[73] dia nampiseho chip microfluidic centrifugal polystyrene toner, miasa amin'ny tanana miaraka amin'ny rotator rantsantanana, ho an'ny fitiliana molekiola RT-LAMP momba ny COVID-19.Avy eo, Dignan et al.[39] dia nanolotra microdevice centrifuge portable mandeha ho azy ho fanadiovana ny RNA SARS-CoV-2 mivantana avy amin'ny fizarana swab buccal.Medved et al.[53] dia nanolotra rafitra sampling aerosol SARS-CoV-2 inline miaraka amin'ny chip fluorescent microfluidic mihodinkodina kely miaraka amin'ny fetran'ny 10 copies/μL ary fe-potoana farafahakeliny 15 minitra.Suarez et al.[75] vao haingana no nitatitra ny fivoaran'ny sehatra microfluidic centrifugal modular mitambatra ho an'ny fitiliana mivantana ny SARS-CoV-2 RNA amin'ny santionany swab nasopharyngeal tsy misy hafanana mampiasa LAMP.Ireo ohatra ireo dia mampiseho ny tombontsoa lehibe sy fampanantenana LOAD amin'ny diagnostika molekiola amin'ny COVID-19.
Tamin'ny 1945 i Muller sy Clegg [125] dia nanolotra fantsona mikrofluida tamin'ny taratasy tamin'ny alalan'ny taratasy sivana sy paraffine.Tamin'ny taona 2007, ny vondrona Whitesides [126] dia namorona ny sehatra taratasy miasa voalohany ho an'ny fitiliana proteinina sy glucose.Ny taratasy dia lasa substrate tsara indrindra ho an'ny microfluidics.Ny taratasy dia manana fananana voajanahary toy ny hydrophilicity sy ny rafitra porous, biocompatibility tsara, lanja maivana, flexibility, foldability, vidiny ambany, mora ny fampiasana sy ny fanamorana.Ny µPAD klasika dia misy rafitra hydrophilic/hydrophobic naorina amin'ny substrate taratasy.Miankina amin'ny firafitry ny lafiny telo, ny μPAD dia azo zaraina ho μPAD roa-dimensional (2D) sy telo-dimensional (3D).Ny 2D µPADs dia novokarina tamin'ny famolavolana sisintany hydrophobic mba hamoronana fantsona microfluidic, raha ny 3D µPADs dia matetika vita amin'ny takelaka misy taratasy 2D microfluidic, indraindray amin'ny alàlan'ny fametahana taratasy, teknika slip, fantsona misokatra, ary fanontana 3D [96].Ny ranon-drano na biolojika ao amin'ny μPAD dia fehezin'ny herin'ny kapilara tsy misy loharanon-kery ivelany, manamora ny fitehirizana mialoha ny reagents, ny fikarakarana santionany, ary ny fitiliana multiplex.Na izany aza, ny fanaraha-maso marina ny fikorianan'ny rivotra sy ny fitiliana multiplex dia voasakana noho ny tsy fahampian'ny hafainganam-pandeha, ny fahatsapana ary ny fampiasana indray [96, 127, 128, 129, 130].
Amin'ny maha sehatra microfluidic tsy mahazatra, ny μPAD dia nampiroborobo sy novolavolaina ho an'ny fitiliana molekiola momba ny areti-mifindra toy ny HCV, VIH ary SARS-CoV-2 [131, 132].Ho an'ny fizahana mifantina sy saro-pady ny HCV, Tengam et al.[133] dia namolavola biosensor vaovao mifototra amin'ny taratasy fluorescent amin'ny fampiasana fikarohana asidra nokleika manokana mifototra amin'ny peptide pyrrolidinyl.Ny asidra nukleika dia tsy mihetsika amin'ny taratasy cellulose amin'ny ampahany amin'ny alàlan'ny alkylation reductive eo amin'ny vondrona amino sy ny vondrona aldehyde, ary mifototra amin'ny fluorescence ny fitiliana.Ireo famantarana ireo dia azo vakiana amin'ny alàlan'ny gadget natao manokana miaraka amin'ny fakantsary fluorescent portable miaraka amin'ny fakantsary finday.Avy eo, Lu et al.[134] dia nanamboatra elektrôdôda mora azo mifototra amin'ny taratasy mifototra amin'ny nikela/nanopartikely volamena/karbonina nanotubes/polyvinyl alkaola organometallic composites ho an'ny fitiliana lasibatra VIH amin'ny alàlan'ny hybridization ADN amin'ny fampiasana manga methylene ho famantarana ny ADN redox.Vao haingana, Chowdury et al.[135] dia nanolotra famolavolana sehatra hypothetical ho an'ny fitsirihana µPAD point-of-care amin'ny fampiasana rora marary manta miaraka amin'ny LAMP sy ny teknolojian'ny sary portable ho an'ny fitiliana COVID-19 analyte.
Ny fitsapana fikorianan'ny lateral dia mitarika ny fluid amin'ny alàlan'ny herin'ny kapila ary mifehy ny fihetsehan'ny fluid amin'ny alàlan'ny fahamandoana sy ny toetran'ny substrate porous na microstructured.Ny fitaovana fikorianan'ny lateral dia misy santionany, conjugate, incubator sy detection, ary pad absorbent.Ny molekiolan'ny asidra nokleika ao amin'ny LFA dia manaiky ireo binder manokana izay voatahiry mialoha ao amin'ny toerana mamatotra ary mifatotra ho complexes.Rehefa mandalo ao amin'ny takelaka fanindronana sy fitiliana ny ranon-javatra, dia voasambotry ny molekiola fisamborana hita eo amin'ny tsipika fitsapana sy fanaraha-maso ireo complexes, mampiseho vokatra azo vakiana mivantana amin'ny maso mitanjaka.Amin'ny ankapobeny, ny LFA dia azo vita ao anatin'ny 2-15 minitra, izay haingana kokoa noho ny fahita mahazatra.Noho ny mekanika manokana, ny LFA dia mitaky fandidiana vitsivitsy ary tsy mila fitaovana fanampiny, izay mahatonga azy io ho mora ampiasaina.Mora ny manamboatra sy manao miniaturize, ary ambany kokoa ny vidin'ny substrate vita amin'ny taratasy.Na izany aza, ampiasaina amin'ny famakafakana qualitative fotsiny izy io, ary sarotra be ny fitiliana ny quantitative, ary voafetra be ny fahaiza-manao multiplexing sy ny throughput, ary ny asidra nucleic ampy iray ihany no azo tsikaritra amin'ny fotoana iray [96,110,127].
Na dia mifantoka amin'ny immunoassays aza ny ankamaroan'ny fampiharana ny LFA, dia mahomby sy malaza ihany koa ny fampiasana LFA ho an'ny diagnostika molekiola amin'ny chips microfluidic [136].Raha ny viriosy hepatita B, VIH ary SARS-CoV-2 LFA Gong et al.[137] dia nanolotra sehatra nanoparticle LFA miakatra fiovam-po ary naneho ny fahaiza-manaon'ity sehatra kely sy portable ity amin'ny alàlan'ny fitiliana saro-pady sy fatra amin'ny tanjona marobe toy ny asidra nukleika HBV.Ankoatra izany, Fu et al.[138] dia naneho tantara LFA mifototra amin'ny spectroscopy Raman nohatsaraina ho an'ny famakafakana ny ADN VIH-1 amin'ny fifantohana ambany.Mba hahitana haingana sy saro-pady ny SARS-CoV-2, Liu et al.[85] dia namolavola famakafakana lateral flow RPA mitambatra amin'ny microfluidic amin'ny alàlan'ny fampifangaroana ny RT-RPA sy ny rafitra fanaraha-maso ny fikorianan'ny lateral manerana izao tontolo izao ho rafitra microfluidic tokana.
Ny fampiharana ny sehatra microfluidic isan-karazany dia miovaova arakaraka ny fandalinana manokana, manararaotra tanteraka ny fahaiza-manao sy ny tombony amin'ny sehatra.Miaraka amin'ny valva, paompy ary fantsona, LOCC no sehatra feno indrindra amin'ny fahasamihafan'ny fampiharana sy ny fifampiraharahana miaraka amin'ny efitrano lehibe indrindra ho an'ny fampandrosoana.Noho izany, manantena sy manoro hevitra izahay fa ny fandalinana vaovao indrindra dia hatao ao amin'ny LOCC ho andrana voalohany ary ho tsara kokoa ny fepetra.Ankoatr'izay, ny fomba mahomby sy marina kokoa dia antenaina ho hita sy hampiasaina ao amin'ny rafitra.Ny LOAD dia miavaka amin'ny fanaraha-maso tsara ny fluid avy amin'ny fitaovana LOCC efa misy ary mampiseho tombony tsy manam-paharoa amin'ny fiara tokana amin'ny herin'ny centrifugal tsy mila fiara ivelany, fa ny valiny mifanitsy kosa dia azo misaraka sy mifanandrify.Noho izany, amin'ny ho avy, LOAD dia ho lasa sehatra microfluidic lehibe miaraka amin'ny asa tanana kely kokoa ary teknolojia matotra sy mandeha ho azy.Ny sehatra µPAD dia manambatra ny tombotsoan'ny LOCC sy ny fitaovana mifototra amin'ny taratasy ho an'ny diagnostika mora ampiasaina.Noho izany, ny fampandrosoana ho avy dia tokony hifantoka amin'ny teknolojia mety sy miorina tsara.Ankoatr'izay, ny LFA dia mety tsara amin'ny fijerena maso miboridana, mampanantena fa hampihena ny fanjifana santionany ary hanafaingana ny fitiliana.Ny fampitahana amin'ny sehatra an-tsipiriany dia aseho ao amin'ny tabilao 2.
Ny famakafakana nomerika dia mizara ny santionany ho microreactors maro, izay samy misy molekiola kendrena maromaro [139, 140].Ny fitiliana nomerika dia manome tombony lehibe amin'ny fanatanterahana fatra tanteraka amin'ny alàlan'ny fanaovana andrana biochemika an'arivony amin'ny fotoana iray sy amin'ny tsirairay ao amin'ny efitrano misy micron fa tsy amin'ny dingana mitohy.Raha ampitahaina amin'ny microfluidics nentim-paharazana, ny fanehoan-kevitra ao amin'ny efitra dia afaka mampihena ny habetsaky ny santionany, mampitombo ny fahombiazan'ny fanehoan-kevitra, ary mora ampidirina amin'ny fomba famakafakana hafa tsy mila fantsona, paompy, valva, ary endrika mirindra [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147] .Ireto fomba roa manaraka ireto dia ampiasaina amin'ny fitiliana nomerika mba hahazoana fanasarahana mitovy sy marina amin'ny vahaolana, ao anatin'izany ny reagents sy ny santionany toy ny sela, ny asidra nokleika ary ny singa na molekiola hafa: (1) mitete emulsions manararaotra ny tsy fandriam-pahalemana;(2) ny fizarana array dia tanterahana amin'ny alàlan'ny teritery geometrika amin'ny fitaovana.Amin'ny fomba voalohany, ny droplets misy reagents sy santionany amin'ny microchannels dia azo noforonina amin'ny alàlan'ny fomba passive toy ny co-current, crossflow, fifantohana amin'ny fikorianan'ny rivotra, emulsification an-tsehatra, emulsification microchannel, ary membranes amin'ny alàlan'ny herim-pandrefesana viscous sy emulsification miaraka amin'ny fiovan'ny fantsona.localization [143, 145, 146, 148, 149] na mampiasa fomba mavitrika [150, 151], izay mampiditra angovo fanampiny amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso elektrika, magnetika, mafana ary mekanika.Amin'ity fomba farany ity, ny fitoviana tsara indrindra amin'ny habetsahan'ny fluid ao amin'ny efitranon'ny microfluidic dia zaraina amin'ny fitazonana ireo rafitra spatial mitovy habe, toy ny micropits sy surface arrays [152,153,154].Marihina fa ny droplets dia fizarana mikoriana lehibe izay azo amboarina sy amboarina amin'ny array electrode mifototra amin'ny microfluidics nomerika (DMF).Ny electrowetting ny dielectrics dia iray amin'ireo teoria DMF tsara indrindra, satria ny electrowetting ny dielectrics dia mamela ny fanodikodinana mazava ny fitetezan'ny tsirairay, mifehy ny endrik'ireo famantarana elektrika sy asymmetrika mandalo amin'ny lafiny samihafa [141, 144].Ny asa lehibe miaraka amin'ny vongan-dranomandry ao amin'ny DMF dia ahitana ny fanasokajiana, ny fisarahana ary ny fampifangaroana [151, 155, 156], izay azo ampiharina amin'ny sehatra famakafakana isan-karazany, indrindra amin'ny fitiliana molekiola [157, 158, 159].
Ny fitiliana asidra nukleika dizitaly dia teknolojia diagnostika molekiola taranaka fahatelo manaraka ny PCR mahazatra sy ny PCR (qPCR) tena izy, mifanaraka amin'ny filaharana avo lenta sy biopsy ranoka.Tao anatin'ny roapolo taona farany, ny asidra nukleika nomerika dia nivoatra haingana teo amin'ny sehatry ny diagnostika molekiola amin'ny otrikaretina mifindra [160, 161, 162].Ny fandrefesana tanteraka ny fitiliana asidra nokleika nomerika dia manomboka amin'ny famenoana santionany sy reagents ao amin'ny efitrano tsirairay mba hahazoana antoka fa mitovy ny mety hidirana ao amin'ny efitrano tsirairay ny filaharana kendrena tsirairay.Ara-teorika, ny fizarana tsirairay dia mety homena filaharana kendrena maromaro, na mety tsy hisy rafitra microreaction mahaleo tena.Amin'ny alalan'ireo rafitra fandrefesana isan-karazany voalaza etsy ambony, ireo efitrefitra misy filaharana kendrena mikraoba izay miteraka famantarana eo ambonin'ny tokonana iray dia azo jerena amin'ny maso miboridana na amin'ny alalan'ny milina iray ary voasokajy ho tsara, fa ny efitra hafa izay miteraka famantarana eo ambanin'ny tokonam-baravarana kosa dia voasoritra ho tsara. .ratsy, izay mahatonga ny famantarana ho an'ny fizarana tsirairay ho boolean.Noho izany, amin'ny kajy ny isan'ny efitrefitra noforonina sy ny tahan'ny vokatra tsara taorian'ny fanehoan-kevitra, ny dika mitovy tany am-boalohany ny santionany fitsapana dia azo ampitoviana amin'ny alalan'ny fampiasana ny Poisson raikipohy fizarana tsy mila curve manara-penitra, izay takiana amin'ny famakafakana quantitative mahazatra toy izany. ny qPCR.[163] Raha ampitahaina amin'ny fomba diagnostika molekiola nentim-paharazana, ny fitiliana asidra nokleika nomerika dia manana mari-pahaizana ambony kokoa amin'ny automatique, hafainganam-pandehan'ny famakafakana sy fahatsapan-tena, vitsy kokoa ny reagents, tsy misy loto, ary famolavolana sy fanamboarana tsotra kokoa.Noho ireo antony ireo dia nodinihina tsara nandritra ny fipoahan'ny SARS-CoV-2 ny fampiasana ny fitiliana nomerika, indrindra fa ny fomba mifototra amin'ny fitetezana, ho an'ny diagnostika molekiola, fampifangaroana ny teknika fanamafisana sy famakiana famantarana.Ohatra, Yin et al.[164] mitambatra fomba fitetezana nomerika sy PCR haingana hamantarana ny fototarazo ORF1ab, N, ary RNase P ao amin'ny SARS-CoV-2 ao anaty chip microfluidic.Marihina fa ny rafitra dia afaka namaritra famantarana tsara tao anatin'ny 115 segondra, izay haingana kokoa noho ny PCR mahazatra, izay manondro ny fahombiazany amin'ny fitsirihana ny fitsaboana (sary 7a).Dong et al.[165], Sow et al.[157], Chen et al.[166] ary Alteri et al.[167] dia nampihatra PCR nomerika mitete (ddPCR) ihany koa mba hamantarana ny SARS-CoV-2 ao anaty rafitra mikraoba misy valiny mahavariana.Mba hanatsarana bebe kokoa ny tahan'ny fitiliana, Shen et al.[168] dia nahatratra ddPCR-based imaging chip tao anatin'ny 15 segondra tsy misy fampiasana teknika fanjairana sary, manafaingana ny fizotran'ny teknolojia ddPCR manomboka amin'ny laboratoara mankany amin'ny fampiharana.Tsy ny fomba fanamafisam-peo mafana toy ny PCR ihany no ampiharina, fa ny fomba fanamafisam-peo isothermal ihany koa dia ampiasaina mba hanatsorana ny fepetra fanehoan-kevitra sy valiny haingana.Lu et al.[71] dia namolavola SlipChip ho an'ny famakafakana vongan-drano, afaka mamokatra vongan-drano misy habe samihafa amin'ny hakitroky avo amin'ny dingana iray ary manombana ny asidra nokleika SARS-CoV-2 amin'ny fampiasana LAMP nomerika (sary 7b).Amin'ny maha-teknolojia mivoatra haingana, ny CRISPR dia afaka mitana anjara toerana lehibe amin'ny fitiliana asidra nukleika nomerika amin'ny alàlan'ny sary colorimetric mety tsy mila tasy asidra nukleika fanampiny.Ackerman et al.namolavola fanehoan-kevitra matrix combinatorial ho an'ny fanombanana multiplex ny asidra nokleika.[158] dia nahita otrikaretina 169 mifandray amin'ny olombelona, anisan'izany ny SARS-CoV-2, ao anaty ranon-tsavony misy reagents fitiliana asidra nokleika mifototra amin'ny CRISPR-Cas13 amin'ny fitsirihana microwell (sary 7c).Ankoatr'izay, ny fanamafisana isothermal sy ny teknolojia CRISPR dia azo ampiasaina amin'ny rafitra iray ihany mba hanambatra ny tombotsoan'ny roa tonta.Park et al.[169] Ny fitiliana nomerika CRISPR/Cas12a dia novolavolaina tao anaty chip microfluidic ara-barotra mba hamantarana ny SARS-CoV-2 nalaina sy novonoina tamin'ny hafanana miorina amin'ny RT-RPA tokana misy famantarana famantarana kokoa sy avo kokoa. tahan'ny fotoana., midadasika midadasika kokoa sy fahatsapana tsara kokoa (sary 7d).Ny famaritana sasany momba ireo ohatra ireo dia omena ao amin'ny tabilao 3.
Sehatra nomerika mahazatra ho an'ny fitiliana asidra nokleika.a Ny fizotry ny asa PCR nomerika haingana dia misy dingana efatra lehibe: fanomanana santionany, fizarana ny fifangaroan'ny fanehoan-kevitra, dingan'ny fanamafisam-peo, ary ny fandrefesana kendrena (nampifanarahana tamin'ny [164]).b Schematic mampiseho famakafakana ny SlipChip droplets ho an'ny fananganana droplet amin'ny hakitroky avo (nampifanarahana tamin'ny [71]).c CARMEN-Cas workflow diagram13 (nalaina avy amin'ny [158]).d Fijerena ny fitiliana virus nomerika mandroso miaraka amin'ny CRISPR/Cas ao anaty vilany iray (nampifanarahana tamin'ny [169]).W/O rano-in-menaka, polydimethylsiloxane PDMS, PCR polymerase chain reaction, DAQ fanangonana angona, PID proportional integral derivative, CARMEN combinatorial matrix reaction for multiplex nucleic acid fanombanana, SARS-CoV-2, aretina taovam-pisefoana mahery vaika, coronavirus 2, RT Fanamafisana ny reverse transcriptase recombinase polymerase-RPA, famantarana S / B ao ambadika
Fotoana fandefasana: Sep-15-2022
