Ko nga rautaki tātaritanga tuku iho mo te tirotiro i nga mate hopuhopu me whakamahi i nga taputapu benchtop kaore i te pai mo te whakamatautau-a-waahi (POCT).Ko te microfluidics e puta mai ana he hangarau tino iti, aunoa, me te whakauru he mea rereke pea ki nga tikanga tuku iho mo te tere, te utu iti, te tika o te taatai i runga i te waahi.Ko nga tikanga molecular diagnostic e whakamahia whanuitia ana i roto i nga taputapu microfluidic hei huarahi tino whai hua mo te rapu pathogen.Ka whakarāpopoto tēnei arotake i ngā kauneketanga o nā tata nei i roto i ngā tātaritanga rāpoi ngota i runga i te microfluidic o nga mate hopuhopu mai i te tirohanga matauranga me te tirohanga ahumahi.Tuatahi, ka whakaahuahia e matou he tukatuka i runga i te maramara o nga waikawa karihi, tae atu ki te maimoatanga o mua, te whakanui, me te panui tohu.Ko nga ahuatanga, nga painga me nga ngoikoretanga o nga momo e wha o nga papahanga microfluidic ka whakatauritehia.Whai muri, ka matapakihia te whakamahinga o nga whakamatautau matihiko mo te inenga tino o nga waikawa karihi.Ko nga taputapu molecular-microfluidic-a-roomata-a-roomata-a-roomata-a-roomata e whakarapopotohia ana hei tohu mo te ahuatanga o te maakete o naianei.Ka mutu, ka tohe matou i nga tohutohu a meake nei mo te tātaritanga microfluidic o nga mate hopuhopu.
Ko nga mate hopuhopu ka puta mai i nga pathogens, tae atu ki nga huakita, nga wheori, me nga pirinoa, ka tohatoha puta noa i te ao.Kaore i rite ki etahi atu mate, ka tere te pangia o nga pathogens ka horapa ki waenga i te tangata me nga kararehe manaaki na roto i te whakaurunga, te hau me te wai.He mea nui te aukati i nga mate hopuhopu hei tikanga mo te hauora o te iwi.E toru nga rautaki matua mo te patu i nga mate hopuhopu: (1) te whakahaere i te puna o te mate;(2) te aukati i te ara whakawhiti;(3) tiaki i nga taupori whakaraerae.I roto i nga rautaki matua, ko te whakahaere i te puna o te mate e kiia ana ko te rautaki tino nui na te ngawari me te utu iti.He mea tino nui te tātaritanga tere, te wehe, me te maimoatanga o nga tangata kua pangia, me tere, tairongo, me te tika nga rautaki tātaritanga [2].Ko te tātaritanga o naianei mo nga mate hopuhopu ko te whakakotahi i nga whakamatautau haumanu i runga i nga tohu me nga tohu me nga rangahau taiwhanga penei i te ahurea pūtau me te taatai irapoi, e hiahia ana ki nga kaimahi whakangungu, nga mahi mahi, me nga taputapu whakamatautau utu nui [3, 4].Ko te aukati i nga pakarutanga o nga mate hopuhopu, me tere, te utu, me te tika te tātaritanga o te rohe, ina koa i roto i nga waahi whai rawa he nui noa atu nga mate hopuhopu, he nui hoki te mate [5], me te maimoatanga i te koraha, i te papa pakanga ranei, kei reira nga ohorere ohorere..he iti te tiaki hauora [6].I roto i tenei horopaki, ko te microfluidics he hangarau e whakakotahi ana i nga hangarau rorohiko microelectromechanical, nanotechnology, me te hangarau rauemi mo te raweke wai tika [7,8,9,10], e whakarato ana i nga huarahi hou mo te tohu-a-te-tiaki (POCT).) nga mate hopuhopu i waho o nga hohipera me nga taiwhanga.Ka whakatauritea ki nga tātaritanga e pau ana te waa, ka tukuna e te hangarau microfluidic he tauira me te penapena utu mo nga tātaritanga ngota i te wa o te pakarutanga o te mate.Ko te horapa o te mate coronavirus 2019 (COVID-19) ki te ao na te mate o te mate manawa whakapeka coronavirus 2 (SARS-CoV-2), no reira ka whakanuia ano te hiranga o te microfluidics mo te aukati me te whakahaere i te mate urutaru i te wa tika [11, 12 , 13].Kaore i rite ki nga tātaritanga tuku iho, ka whakamahia e te POCT microfluidic nga taputapu kawe iti mai i nga kaitirotiro benchtop ki nga waahanga whakamatautau iti o te taha ki te whakamatautau tata ki te waahi tauira [14].Ko enei whakamatautau he ngawari, kaore ranei he tauira whakarite, he tere te whakanui i te tohu, me te panui tohu tairongo ka puta he wa poto me nga hua tika i roto i nga meneti.Ko te waatea me te hanga papatipu o nga taputapu hauora e pa ana ki te microfluidic kua whakawhänuihia o raatau utu-whai hua me te tika o nga tono taatai i waho o te hohipera, tata ki te manawanui, tae noa ki te kainga.
I roto i nga rautaki o naianei mo te taatai i nga mate hopuhopu, ko te taatai irapoi tetahi o nga tino tairongo [15, 16].Hei taapiri, he maha nga wa e whakamahia ana nga taatai rapoi hei paerewa koura mo te kitenga tonu o te COVID-19, ka taea te kite tika i nga rohe-hua o te RNA, te DNA ranei i mua i te tiimatanga o te urupare aukati [17, 18].I roto i te arotake o naianei, ka whakaatuhia e matou nga ahunga whakamua hou i roto i nga tikanga tātaritanga rapoi i runga i te microfluidics mo nga mate hopuhopu, mai i te tirohanga matauranga ki nga tirohanga ahumahi a meake nei (Fig. 1).Ka timata ma te toru nga mahi matua mo te kimi waikawa karihi: te maimoatanga o mua tauira maramara, te whakakaha waikawa karihi, me te panui tohu.Na ka whakatauritehia e matou nga momo papaa microfluidic me o raatau hanganga me o raatau mahi, e whakaatu ana i nga ahuatanga ahurei (nga kaha me nga ngoikoretanga).Ka matapakihia te kitenga waikawa karihi mamati, ka hoatu hei tauira mo te hangarau whakatipuranga tuatoru mo te inenga tino o nga ngota ngota mate hopuhopu.Hei taapiri, he maha nga taputapu POCT arumoni hou ka whakaatuhia hei whakaatu i te ahuatanga o naianei o te maakete POCT microfluidic mo nga tātaritanga ngota.Ka matapakihia, ka whakamaramatia hoki ta matou tirohanga mo nga tono a meake nei.
Ko nga waahanga o nga maramara microfluidic mo te kitenga waikawa karihi ka taea te wehewehe ki nga waahanga e toru (te tauira, te tohu, me te tohu) kia rite ki o raatau mahi [19].I roto i enei waahanga, ko te waahanga tauira ka tino mohio ki te lysis tauira me te tangohanga waikawa karihi.Ko te kōwae pūoko te nuinga e whakahaere ana i te huringa me te whakakaha o nga tohu waikawa karihi.Ka kitea e te kōwae tohu te tohu i hurihia, ka tukatukahia e te kōwae rongo.I runga i te tukanga o te kimi waikawa nucleic i runga i te maramara, ka whakarāpopotohia e matou nga momo maramara ka taea te mohio ki te mahi "whakauru me te whakaputa".
Ko te mahi tuatahi i roto i te kimi waikawa karihi ko te tangohanga waikawa karihi, ara ko te wehe i te waikawa karihi e whai ana mai i te tauira taketake.Ka mahia te tangohanga waikawa nucleic ki te pure i nga waikawa karihi mai i etahi atu whakakino ngota, te whakarite i te tika o te hanganga tuatahi o nga ngota ngota ngota karihi, me te arotau i nga hua.Ko te tangohanga o te waikawa nucleic e tika ana kia tangohia te tauira lysis me te hopu waikawa nucleic, ko te kounga me te whai hua ka whai paanga nui ki nga rangahau me nga hua tātaritanga.Ko nga paanga taha ngawari i te wa o te tangohanga ka iti ake te kitenga.Hei tauira, ko nga tikanga polymerase chain reaction (PCR) me te loop isothermal amplification (LAMP) ka aukatihia e etahi toenga whakarewa pararopi penei i te waihano me te isopropanol i roto i nga reagents wehenga waikawa karihi [20].Ko te tangohanga wai-wai me te tangohanga-waa totoka nga tikanga tino rongonui mo te wehe i nga waikawa karihi [21], heoi, he iti rawa te tangohanga wai-wai i runga i te maramara, na te mea ko nga reagents e whakamahia ana i roto i te tangohanga wai-wai ka pirau te nuinga o nga maramara microfluidic. .I konei, ka whakanuia e matou nga tikanga tangohanga wahanga totoka-microarray me te whakataurite i o raatau painga me o raatau ngoikoretanga.
Ko te Silicon he papanga taputapu e hototahi ana ki nga waikawa karihi na tona paioratanga, te pumau, me te ngawari o te whakarereketanga [22].Ko te mea nui, ka whakarereketia ki te silica me etahi atu rawa ranei, ka whakaatuhia e tenei whakahiato nga taonga ki te whakauru i nga waikawa karihi kino i raro i te pH iti, nga tikanga tote teitei i te wa e whakahekehia ana me te pH teitei, nga wairewa tote iti.I runga i tenei ahuatanga, ka taea te pure i te waikawa karihi.
He maha nga momo o nga rauemi e pa ana ki te silica kua whakamahia mo te tangohanga waikawa nucleic i roto i te microfluidics, penei i te peera silica, te paura, te whiriwhiringa microfiber, me te kiriuhi silica [23, 24, 25, 26].I runga ano i nga ahuatanga o te papanga, ka taea te whakamahi i nga rauemi e pa ana ki te silicon i roto i nga microcircuits i nga huarahi rereke.Hei tauira, ka taea te whakanoho noa nga kirikiri kirika, paura, me nga nanofilters arumoni ki roto i nga pores, microchannels ranei o nga maramara microfluidic me te awhina i te tango i nga waikawa nucleic mai i nga tauira [27, 28, 29].Ka taea hoki te whakamahi i nga kiriuhi silica kua whakarerekehia te mata ki te purei tere i te DNA mai i nga pathogens i te utu iti.Hei tauira, ko Wang et al.[30] Na roto i te whakakotahi i nga tauhohenga whakakaha ki te whakawhiti mekameka-whakawhitiwhitinga me nga kiriuhi silica kua pania ki te oligosaccharides chitosan, i whakaurua mai he punaha kawe tino pai i kitea i te 102-108 nga waeine hanga koroni.(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., a ka kitea ngawari te aroaro o te huaketo.Powell et al.[31] Ka whakamahia nga microarrays Silicon-based ki te kite i te huaketo hepatitis C (HCV), te huaketo immunodeficiency tangata (HIV), te huaketo Zika, me te papillomavirus tangata me te whakawhänui aunoa, i hangaia he microreactor tortuous 1.3 μl hei hopu i nga huaketo RNA.me te whakakaha i roto i te waahi.I tua atu i enei tikanga, ka whai waahi nui nga microcolumns silica kua whakarereke i te mata ki te tangohanga waikawa karihi, i te mea ko te ahuahanga me nga ahuatanga o te rauemi whakarereke ka tino piki ake te pai o te tangohanga.Chen et al.I whakaarohia e [32] he papa microfluidic mo te wehe i te RNA iti-kuiti i runga i nga microcolumns silicon pania amino.Ko tenei taputapu microfluidic e whakauru ana i te huinga o te 0.25 cm2 micropillars i runga i te tïpako silicon ki te whakatutuki i te kaha o te tangohanga teitei ake i roto i te waahanga teitei o te mata ki te hoahoa owehenga rōrahi.Ko te painga o tenei hoahoa ka taea e te taputapu microfluidic te eke ki te 95% te pai o te tangohanga waikawa nucleic.Ko enei rautaki-a-silicone e whakaatu ana i te uara o te wehe tere i nga waikawa karihi i te utu iti.I roto i te whakakotahitanga me nga maramara microfluidic, ko nga rautaki tangohanga-a-silicone kaore e taea anake te whakanui ake i te kaha o te kitenga waikawa nucleic, engari ano hoki te whakahaere i te iti me te whakauru o nga taputapu tātari [20].
Ko nga tikanga wehewehe aukume e whakamahi ana i nga matūriki autō ki te wehe i te waikawa karihi i te aroaro o te papa autō o waho.Ko nga matūriki autō e whakamahia ana ko te Fe3O4, ko te γ-Fe2O3 ranei nga matūriki autō kua pania ki te silica, amino me te carboxyl [33,34,35,36].Ko te ahuatanga motuhake o nga matūriki autō ka whakaritea ki nga tikanga SPE e hangai ana ki te silicon ko te ngawari o te raweke me te whakahaere me nga aukume o waho.
Ma te whakamahi i te taunekeneke hiko i waenga i nga waikawa karihi me te silica, i raro i nga tikanga o te tote teitei me te iti o te pH, ka uruhia nga waikawa karihi ki runga i te mata o nga matūriki autō kua pania ki te silica, i raro i nga tikanga o te tote iti me te pH teitei, ka taea te horoi i nga ngota. ano..Ko nga pirepire autō kua pania ki te Silica ka taea te tango i te DNA mai i nga tauira rōrahi nui (400 μL) ma te whakamahi i te nekehanga autō [37].Hei whakaaturanga, Rodriguez-Mateos et al.[38] whakamahia aukume tangi hei whakahaere i te whakawhitinga o nga pirepire aukume ki nga ruma rereke.I runga i nga matūriki autō kua pania ki te silica, 470 kape/mL o te SARS-CoV-2 genomic RNA ka taea te tango mai i nga tauira wai para mo te kitenga whakamuri whakamuri o te LAMP (RT-LAMP) ka taea te panui te whakautu i roto i te 1 haora.kanohi tahanga (Fig. 2a).
Ko nga taputapu e pa ana ki nga rauemi autō me te maiengi.Hoahoa ariā o te taputapu microfluidic IFAST RT-LAMP mo te kitenga RNA SARS-CoV-2 (he mea whakarereke mai i [38]).b Te taputapu moroiti Centrifugal mo te dSPE o te waikawa nucleic buccal swab (he mea urutau mai i [39]).c Ko te whakakorikori tauira hiko-whaiaro i roto ma te whakamahi i te kaari FTA® (he mea whakarereke mai i [50]).d Fusion 5 pepa tātari i whakarerekētia ki te chitosan (he mea whakarerekē mai i [51]).SARS-CoV-2 mate mate manawa whakapeka coronavirus 2, RT-LAMP whakamuri whakamuri whakahiatotanga whakahiatotanga whakakaha hauwaariki, FTA kimi hoa hangarau, NA waikawa karihi
He pai nga matūriki autō kua utaina pai mo te whakapiri i te tuara phosphate o te waikawa karihi.I te kukū o te tote, ka taea te utaina nga roopu phosphate kino o nga waikawa karihi ki runga i te mata o nga matūriki hiato autō.Na reira, i whakawhanakehia nga nanoparticles autō me te mata taratara me te kiato teitei o nga roopu amino mo te tangohanga o nga waikawa karihi.I muri i te wehenga aukume me te aukati, ka taea te whakamahi tika i nga nanoparticles me te DNA complexes i roto i te PCR, e whakakore ana i te hiahia mo te purenga uaua me te wa-kaimahi me nga mahi elution [35].Kua whakamahia hoki nga matūriki nano aukume kua whakakikoruatia ki nga roopu carboxyl kino ki te wehe i nga waikawa karihi ka uru ki runga i nga papa i roto i nga otinga polyethylene glycol me te konutai konutai hauota [36].Ma enei pirepire autō kua whakarerekētia i te mata, he hototahi te tangohanga DNA me te whakakaha o muri mai.Dignan et al.[39] i whakaahuahia he papaa microfluidic centrifugal me te kawe mo te maimoatanga o mua o te waikawa karihi, ka taea e nga kaimahi kore-hangarau te whakamahi i runga i te waahi.I tua atu, ko te hototahi o te DNA taratahi me te LAMP, he tikanga e pai ana mo te tātari waikawa nucleic point-of-care, e whakaatu ana i nga whakaritenga taputapu iti me te pai mo nga whakamatautau tae (Fig. 2b).
Ko nga tikanga pirepire aukume ka taea te tango aunoa, ko etahi o enei kei roto i nga kaihopu waikawa karihi aunoa [KingFisher;ThermoFisher (Waltham, MA, USA), QIAcube® HT;CapitalBio (Beijing, Haina) me Biomek®;Beckman (Miami, USA).), Florida, USA)].Ko nga painga o te whakakotahi i nga pirepire autō me te microfluidics ka taea te whakamahi mo te tango aunoa i nga waikawa karihi, ka taea pea te ahu whakamua i te whanaketanga o nga tātaritanga ngota;heoi, ko te whakakotahitanga o nga pirepire autō me te microfluidics kei te whakawhirinaki tonu ki nga punaha whakahaere matatini mo te raweke tika o nga pirepire autō, e whakamarama ana i te rongonui o nga hua arumoni he nui, he utu nui hoki, e whakawhāiti ana i te tono ano o nga pirepire autō i POCT.
He maha nga rauemi porous penei i nga whiriwhiringa nitrocellulose kua whakarereketia, nga kaari Finders Technology Associates (FTA), nga pepa tātari polyethersulfone, me nga mea kua whakakikoruatia ki te glycan kua whakamahia hoki mo te kimi waikawa karihi [40, 41, 42, 43, 44].I whakamahia tuatahitia nga taonga kiriuwao penei i te pepa kiriuroa hei wehe i te DNA ma te whakararu a tinana i nga ngota ngota DNA kua pae roa ki te muka.Ko nga pores iti ka arahi ki te aukati tinana o nga ngota ngota DNA, e pa ana ki te tangohanga DNA.Na te rereke o nga rahi pore o te pepa kirikiri, kaore e taea e te kaha tangohanga te whakatutuki i nga hiahia o te whakakaha DNA [45, 46].Ko te kaari FTA he pepa tātari arumoni e whakamahia ana i roto i te mara o te rongoa tuukino me te whakamahia nuitia ki etahi atu waahanga o te taatai rapoi.Ma te whakamahi i te pepa tātari cellulose kua whakapourihia ki nga momo matū hei whakamau i nga kiriuhi pūtau i roto i te tauira, ka tiakina te DNA kua tukuna mai i te paheketanga mo te 2 tau.I mua tata nei, kua whakawhanakehia te pepa cellulose kua whakahaehae mo te rapu irapoo o nga momo tukumate, tae atu ki te SARS-CoV-2, te leishmaniasis, me te malaria [47,48,49].Ko te HIV i roto i te plasma motuhake ka lysed tika, a ka whakarangatirahia te waikawa nucleic viral i roto i te membrane rere FTA® i hangaia ki te concentrator, e taea ai te hanga pai o te waikawa nucleic [50] (Fig. 2c).Ko te raru nui ki te kimi waikawa karihi ma te whakamahi i nga kaari FTA ko nga matū penei i te guanidine me te isopropanol ka aukati i nga tauhohenga whakakaha o muri.Hei whakaoti i tenei raru, i whakawhanakehia e matou he pepa tātari Fusion 5 chitosan-whakarerekehia, e whakakotahi ana i nga painga o te honohono tinana o nga ngota ngota DNA me te pepa tātari kiko, me te urunga hiko o te DNA ki runga i nga puhui kua whakarerekehia e te chitosan kia tutuki pai ai te tangohanga waikawa karihi. ..muka tātari [51] (Fig. 2d).Waihoki, ko Zhu et al.[52] i whakaatu he tikanga PCR kua whakarerekehia e te chitosan i runga i te punaha microfluidic capillary in situ mo te wehe tere me te kite i te RNA huaketo Zika.Ka taea te whakauru i nga waikawa nucleic ki roto i te reo lysate/PCR i konatunatua, i runga i te ahua o te huri i runga/atu o te chitosan.ki runga me te wete”, aro ki te pH.
Ka rite ki te korero i runga ake nei, ka whakakotahihia e enei rautaki nga painga o nga momo waahanga totoka me te whakanui ake i te kaha o te tangohanga waikawa nucleic i roto i te microfluidics.I roto i nga mahi whaitake, ko te whakamahinga o enei rauemi i roto i nga rahinga nui he kore utu, me te maimoatanga mata tika, te whakarereketanga mata ranei o nga rawa noa me enei rauemi ka taea hoki te tiaki i a raatau mahi.Na reira, e whakaponohia ana ko te whakatinanatanga o enei rautaki i muri i te rangahau pairati ka taea te whakaiti i nga utu.
Ko te whakamatautau waikawa nucleic i runga i nga papahanga microfluidic he maha nga wa e whakamahi ana i nga pukapuka tauira iti (< 100 µl), no reira me whakakaha ake nga waikawa karihi e whaaia ana me nga rangahau motuhake mo te huri ki tetahi tohu e watea ana mo te rapunga whakararo (mata, hiko, me te autō) [53, 54]. Ko te whakamatautau waikawa nucleic i runga i nga papahanga microfluidic he maha nga wa e whakamahi ana i nga pukapuka tauira iti (< 100 µl), no reira me whakakaha ake nga waikawa karihi e whaaia ana me nga rangahau motuhake mo te huri ki tetahi tohu e watea ana mo te rapunga whakararo (mata, hiko, me te autō) [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]. I te wa e whakamatautau ana i nga waikawa karihi i runga i nga papahanga microfluidic, ka whakamahia nga pukapuka tauira iti (<100 µL), no reira me kaha te whakakaha o nga waikawa karihi whai kiko me nga rangahau motuhake hei huri hei tohu e watea ana mo te rapunga a muri ake nei (he whatu, hiko, me te autō) [53, 54].微流控微流控 的 的 核酸 检测 通常 使用使用 小样本量 小样本量 (<100 需要 需要 使用 使用 特定 探针 扩增 目标 核酸, 以 转换 为 便于 下游 检测 检测 检测 便于 便于 检测 检测 检测 磁学 磁学磁学) 的 信号 [53, 54 ].微流控微流控 的 的 核酸 检测 的 小样本量使用 ((<100 需要 需要 特定 特定 探针 目标扩增, 以 转换 转换 为 下游 下游 (光学, 光学 电学 磁学 磁学) 的 信号 [53, 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]]. Ko te rapunga o nga waikawa karihi i runga i nga papahanga microfluidic te nuinga o te waa ka whakamahi i nga pukapuka tauira iti (<100 μl), e hiahia ana kia whakanuia nga waikawa karihi whai kiko me nga rangahau motuhake hei huri hei tohu mo te kitenga o muri mai (he whatu, hiko, me te autō) [53, 54]] .Ko te whakanui i te waikawa nucleic i roto i te microfluidics ka taea hoki te tere ake i nga tauhohenga, te arotau i nga rohe kitenga, te whakaiti i nga whakaritenga tauira, me te whakapai ake i te tika o te kitenga [55, 56].I nga tau tata nei, me te mohiotanga o te kitenga tere me te tika, he maha nga tikanga whakakaha waikawa karihi kua whakamahia i roto i te microfluidics, tae atu ki te PCR me etahi tauhohenga whakakaha isothermal.Ka whakarāpopotohia e tenei waahanga nga tikanga mo te kimi waikawa karihi i runga i nga punaha microfluidic.
Ko te PCR he whakatairite i te tukanga tukurua DNA o te rauropi, ko te ariā e whakaahuahia ana i etahi atu waahi, kaore e korerohia i konei.Ka taea e te PCR te whakanui i te iti rawa o te DNA/RNA e whai ana i runga i te tere taurangi, ka waiho te PCR hei taputapu kaha mo te kite tere o nga waikawa karihi.I roto i nga tekau tau kua pahure ake nei, he maha nga taputapu microfluidic kawe e mau ana ki nga punaha paihikara waiariki PCR kua whakawhanakehia hei whakatutuki i nga hiahia o nga tohu-a-tiaki [57, 58].Ka taea te wehea te PCR i runga i te maramara ki nga momo e wha (te tikanga, te rere haere tonu, te whakawhiti mokowhiti, me te PCR convective) i runga i nga tikanga rereke rereke [59].Hei tauira, Gee et al.I whakawhanakehia e [60] tetahi tikanga PCR (RT-qPCR) whakamuri whakamuri tika i runga i o raatau ake papaaho moroiti mo te kitenga maha o nga huaketo SARS-CoV-2, rewharewha A me B i roto i nga tauira kaukau korokoro (Fig. 3a).Park et al.[61] hanga he maramara tātari tukumate ngawari ma te whakauru i te PCR kiriata angiangi, nga hikohiko, me tetahi waahanga microfluidic e hangai ana ki te polydimethylsiloxane.Heoi, ko nga mahi e rua kei te whakauru i nga ngoikoretanga noa o te PCR tikanga.Ko te PCR e hiahia ana ki te paihikara waiariki, e whakaiti ana i te iti o te taputapu me te whakaiti i te waa whakamatautau.
Ko te whanaketanga o te rere haere tonu i runga i te microfluidic me te PCR whakawhiti mokowhiti he mea nui ki te whakatika i tenei take.Ma te whakamahi i te hongere nakahi roa, te hongere poto poto ranei, ka taea e te PCR rere haere tonu te whakakaha tere ma te kaha te huri haere i nga reagents i roto i nga rohe whakamahana e toru me te papu-mataiti.He pai te karo i tenei mahi i te wahanga whakawhiti i waenga i nga pāmahana tauhohenga rereke, na reira ka tino whakaitihia te wa whakamatautau [62] (Fig. 3b).I tetahi atu rangahau a Jung et al.[63] i whakatakoto he kaitirotiro ira PCR hurihuri hou e whakakotahi ana i nga ahuatanga o te PCR pumau me te rere mo te ultrafast me te maha o te whakamaarama whakamuri PCR (Fig. 3c).Mo te whakakaha o te waikawa karihi, ka huri te PCR microchip i roto i nga poraka whakamahana e toru i nga pāmahana rereke: 1. Paraka denaturation 94°C, 2. poraka Annealing i te 58°C, 3. Paraka whakawhanui i te 72°C.
Te tono PCR i roto i te microfluidics.Ko te ahua o te ahua o te dirRT-qPCR i runga i te papanga microfluidic (he mea whakarereke mai i [60]).b Ko te whakaaturanga hoahoanga o te PCR microarray rere tonu i runga i te hongere nakahi (he mea whakarereke mai i [62]).c Whakaaturanga hoahoanga o te kaitatari ira PCR hurihuri, kei roto ko te miihiniiti, e toru poraka whakamahana me tetahi motuka hikoi (he mea whakarereke mai i [63]).d Hoahoa o te PCR thermoconvection me te centrifugation me te tatūnga (he mea urutau mai i [64]).DirRT-qPCR, te inenga whakamuri whakamuri tauhohenga mekameka polymerase
Ma te whakamahi i nga capillaries me nga koropiko, tae noa ki nga pereti angiangi, ka taea e te PCR te kaha te whakanui i nga waikawa karihi ma te korenga o te waiariki kore utu me te kore e hiahiatia he papu o waho.Hei tauira, i hangaia he papaaariki olefin polymer microfluidic cyclic i runga i te waahi whakamahana hurihuri i hangaia e whakamahi ana i te pahikara waiariki me te centrifugation i roto i te PCR loop microchannel [64] (Fig. 3d).Ko te otinga tauhohenga ka peia e te waiariki convection, e whakawhiti tonu ana i te pāmahana teitei me te iti i roto i te hongere miihini me te hanganga annular.Ka taea te whakaoti i te tukanga whakakaha katoa i roto i te 10 meneti me te tepe kitenga o te 70.5 pg/channel.
Ka rite ki te tumanako, ko te PCR tere he taputapu kaha mo te whakauru katoa i nga tauira-whakautu irarohiko tātaritanga me nga punaha tātaritanga maha.Ka tino whakaitihia e te PCR tere te wa e tika ana kia kitea te SARS-CoV-2, e whai waahi ana ki te whakahaere pai o te mate urutaru COVID-19.
Ko te PCR e hiahia ana ki tetahi kaihurihuri waiariki matatini kaore e pai mo te POCT.I nga wa tata nei, kua whakamahia nga tikanga whakahiato ineine ki nga microfluidics, tae atu ki te LAMP, te recombinase polymerase amplification (RPA), me te whakanui i runga i nga raupapa waikawa nucleic [65,66,67,68].Ma enei tikanga, ka whakanuia nga waikawa karihi i te pāmahana tonu, e pai ai te hanga o nga taputapu POCT iti, tino tairongo mo nga tātaritanga ngota.
Ko nga whakamatautau LAMP e pa ana ki te microfluidics teitei ka taea te kite i te maha o nga mate hopuhopu [42, 69, 70, 71].Ma te whakakotahi me te punaha microfluidic centrifugal, ka taea e te LAMP te whakahaere i te aunoatanga o te kitenga waikawa karihi [69, 72, 73, 74, 75].I whakawhanakehia te SlipChip miro-a-react mo te kitenga ataata o nga huakita whakarara maha ma te whakamahi i te LAMP [76] (Fig. 4a).I te wa e whakamahi ana i te LAMP kua arotauhia i roto i te whakamatautau, ko te owehenga tohu-ki-haruru o te rewharewha he tata ki te 5 nga taima, a ka tae te tepe kitenga ki te 7.2 kape/μl o te DNA genomic. I tua atu, ko te noho o nga tukumate huakita marara noa e rima, tae atu ki te Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis me Vibrio parahaemolyticus, i whakaatahia i runga i te tikanga i roto i te <60 min. I tua atu, ko te noho o nga tukumate huakita marara noa e rima, tae atu ki te Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis me Vibrio parahaemolyticus, i whakaatahia i runga i te tikanga i roto i te <60 min.I tua atu, ko te aroaro o nga tukumate huakita e rima noa o te kohanga nana, tae atu ki te Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis me Vibrio parahaemolyticus, i kitea ma te whakamahi i tenei tikanga i roto i te iti iho i te 60 meneti.此外.此外, 基于 该 方法 在 在 <60 分钟 内 内 内 了 了 五 种 种 常见 消化道 细菌病 的 存在, 包括包括, 大大, 大 大大, 肠 氏 菌菌, 弧菌 和 副溶血 性 ... 弧菌弧菌 弧菌副溶血弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 HIPI tua atu, ko te aroaro o nga tukumate whekau huakita e rima noa, tae atu ki te Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius, me Vibrio parahaemolyticus, i kitea ma te whakamahi i tenei tikanga i roto i te iti iho i te 60 meneti.
Ko nga painga o te LAMP i roto i te microfluidics ko etahi atu, ko te whakautu tere me te kitenga iti.Heoi, na te paanga o te tauhohenga (tata ki te 70°C), kare e kore ka hangaia nga aerosol i te wa o te LAMP, ka puta he reeti pai teka.Ko te motuhake o te whakamatautau, te hoahoa tuatahi, me te whakahaere i te pāmahana me whakapai ake mo te LAMP.I tua atu, he nui te uara o nga hoahoa maramara e whakatinana ana i nga whaainga maha i runga i te maramara kotahi, me whakawhanake.I tua atu, he pai te LAMP mo te rapunga-maha kua whakauruhia ki roto i te maramara kotahi, he mea tino nui, engari he nui tonu te waahi mo te whakawhanaketanga.
Ko te nui o te reeti pai o te LAMP ka taea te whakaheke i tetahi waahanga me te RPA, na te mea he iti te pāmahana tauhohenga (~ 37 °C) ka puta he raru iti noa [77].I roto i te punaha RPA, e rua nga waahanga rereke ka timata i te whakahiato DNA ma te here ki te recombinase me te whakanui ka taea te whakaoti i roto i nga meneti 10 [78,79,80,81].Na reira, he tere ake te mahinga RPA katoa i te PCR, i te LAMP ranei.I nga tau tata nei, kua whakaatuhia te hangarau microfluidic ki te whakapai ake i te tere me te tika o te RPA [82,83,84].Hei tauira, ko Liu et al.[85] i whakawhanakehia he microfluidic integrated lateral flow polymerase recombinase amplification assay mo te kitenga tere me te tairongo o SARS-CoV-2 ma te whakauru whakamuri whakamuri RPA (RT-RPA) me tetahi punaha tirotiro mo te rei rewharewha o te ao.ki te punaha microfluidic kotahi.Whakaahua 4b).Ko te tepe o te kitenga he 1 kape/µl, 30 kape/tauira ranei, a ka taea te rapunga i roto i te 30 meneti pea.Kong et al.kua whakawhanakehia he taputapu microfluidic ka taea te mau.[86] i whakamahia te mahana o te tinana me te punaha tirotiro i te waea-a-waea-a-waea ki te tere me te tika te kite i te HIV-1 DNA ma te whakamahi i te RPA (Whakaahua 4c).Ka kitea te 100 kape/mL o te raupapa whainga i roto i te 24 meneti, e whakaatu ana i te kaha nui mo te whakamaarama tere o nga kohungahunga kua pangia e te HIV-1 i roto i nga waahanga iti rawa.
Ko te whakakaha Isothermal i roto i nga whakamatautau tohu-a-tiaki (POCT).Te whanaketanga me te hanga o te miro me te tauhohenga SlipChip.Whai muri i te whakapiringa plasma, ka whakaemihia nga maramara runga me raro me te huinga nati hei hanga i te maramara whakamutunga (he mea whakarereke mai i [76]).b Ahangahanga o te punaha MI-IF-RPA mo te kitenga COVID-19 (he mea whakarereke mai i [85]).c Te hoahoanga o te whakamatautau RPA ka taea te mau mo te kitenga tere o te HIV-1 DNA (he mea whakarereke mai i [86]).SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM carboxyfluorescein, huaketo immunodeficiency tangata HIV, RPA recombinase polymerase amplification, LED light emitting diode, MI-IF-RPA Microfluidics Remerase F Integrated Whakanuia
Kei te tere te whanake o te RPA i runga i te microfluidic, heoi, he nui rawa te utu mo te hanga maramara me te kohi tauhohenga, me whakaheke kia nui ake te waatea o tenei hangarau.I tua atu, ko te kaha nui o te RPA ka pa ki te whakanui i nga hua kore-motuhake, ina koa i te aroaro o te poke.Ko enei here ka pa ki te tono RPA i roto i nga punaha microfluidic me te pai ake kia arotau.Ko nga kaupapa tuatahi me nga tirotiro mo nga momo whaainga e hiahiatia ana hei whakapai ake i te whaihua o nga rautaki microfluidic-a-RPA i roto i te POCT.
Kei a Cas13 me Cas12a te kaha ki te wawahi matapōkeretia i te waikawa karihi, na reira ka taea te whakawhanake hei taputapu rapunga me te tirotiro.Ka whakahohehia a Cas13 me Cas12a i runga i te herenga ki te whai i te DNA, i te RNA ranei.Kia whakahohehia, ka timata te pūmua ki te wawahi i etahi atu waikawa karihi e tata ana, muri iho ka arahi i nga RNA e aro ana ki nga waikawa karihi tukumate-motuhake ka taea te wawahi i nga rangahau korikori kua tineia me te tuku i te korikori.I runga i tenei ariā, ko Kellner et al.[87] i whakawhanakehia he tikanga Cas13-i runga i te [Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKING (SHERLOCK)], me Broughton et al.I whakawhanakehia e [88] tetahi atu huarahi i runga i te Cas12a [CRISPR Trans Reporter e aro ana ki te DNA endonuclease (DTECR)].
I nga tau tata nei, kua puta nga momo tikanga mo te kimi i nga waikawa karihi i runga i te CRISPR [89, 90].Ko nga tikanga tikanga a CRISPR he maha nga wa e pau ana me te whakapau kaha na te maha o nga tikanga tae atu ki te tangohanga waikawa nucleic, te whakakaha me te kitenga CRISPR.Ka nui ake te tupono o nga hua pai o te wai ki te hau.I runga ake nei, ko nga punaha-a-CRISPR e tino hiahia ana ki te arotautanga.
Ko tetahi papaa microfluidic e whakahaerea ana e te pneumatically ka taea te mahi i nga tātaritanga 24 i roto i te whakarara kua whakawhanakehia mo te CRISPR-Cas12a me te CRISPR-Cas13a tono rapunga [91].Ko te punaha he taputapu rapu kareoro e hipa ana i te whakakaha o te waikawa karihi ka kitea aunoa nga tauira DNA me te RNA wahine.Chen et al.[92] whakauru recombinase amplification ki te pūnaha CRISPR-Cas12a i roto i te microfluidics centrifugal (Fig. 5a).Ka taea e tenei mahi te uaua ki te whakauru i enei tukanga e rua na te mea ka taea e Cas12a te keri i te DNA karere me te aukati i te tukanga whakanui.I tua atu, ko Chen et al.[92] tua atu i te rongoa i mua i nga reagents tauhohenga i roto i te mana microfluidic centrifugal hei whakaoti aunoa i te mahi katoa.I tetahi atu mahi, Silva et al.[93] i hangaia he tikanga tātaritanga kaore he CRISPR/Cas12a whakakaha me te waea atamai ki te kite i te SARS-CoV-2 (Fig. 5b).Ko tenei whakamatautau, e mohiotia ana ko te punaha whakakaha-kore-a-waea-a-waea, kei roto ko te CRISPR/Cas e whakawhirinaki ana ki runga i te tirohanga atamai o nga tohu mirumiru i hangaia e te catalase i roto i nga hongere microfluidic.He iti iho i te 50 kape/µl o te waikawa karihi kare he whakakaha i mua, ko te tukanga katoa mai i te werohanga tauira ki te panui tohu he 71 meneti noa iho.
Nga tikanga kimi waikawa nucleic i runga i te CRISPR.POCT Centrifugal mo nga taatai molecular integrated i runga i te CRISPR (he mea whakarereke mai i [92]).b Te whakawhanaketanga o te whakamatautau CASCADE mo te tātari-a-rorohiko mo te SARS-CoV-2 (i uru mai i [93]).Ko te whakakaha ake o te RAA recombinase, PAM motika protospacer e tata ana, CRISPR kua rapoi te tukurua palindromic poto i ia wa, te punaha CASCADE kaore he whakakaha waea pūkoro me nga enzymes whakawhirinaki CRISPR/CAS, 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride EDC
Ko te taahiraa whakamutunga i roto i te kimi waikawa karihi, ko te tohu tohu e whakaatu tika ana i nga hua tātaritanga, he mea tino nui ki te whanaketanga o te POCT pai, tairongo, me te tika.Ka taea te panui i nga tohu ma te whakamahi i nga momo tikanga penei i te korikori, te hikohiko, te tae me te rautaki autō.I roto i tenei waahanga, ka whakaahuahia e matou te take mo ia huarahi me te whakataurite i nga tātaritanga ngota o nga mate hopuhopu i roto i te microfluidics.
Ko nga rautaki e pa ana ki te Fluorescence e whakamahia nuitia ana mo te POCT diagnostics o nga mate hopuhopu na runga i o raatau painga whakamiharo o te tino pai, te iti o te utu, te ngawari o te mahi, me te tātari tohu-a-tiaki [94, 95].Ko enei rautaki e whakamahi ana i nga fluorophores kua tapaina penei i nga waikano rewharewha me nga mea nano ki te hanga i tetahi tohu ka kitea (te whakarei ake, te tinei ranei).Ko tenei kitenga e kii ana ka taea te wehewehe i nga rautaki e pa ana ki te rewharewha ki roto i te tapanga rewharewha tika, te tohu-i runga, me te tohu tohu-kore-kore [96].Ka whakamahia e te rapunga tapanga kororohiko nga tapanga koorero motuhake hei tapanga i nga herenga motuhake e whakaputa ana i te nui o te koorero ina herea ki te taumata.Mo te rapunga tohu-a-tohu, he pai te hono o te kounga o te tohu rewharewha ki te nui o te paanga.Ka iti te kaha o te rewharewha ki te kore he whainga, ka kitea i te wa e tika ana te whaainga.He rerekee, ko te kaha o te rewharewha e kitea ana e te “tohu-atu” korekoretanga he orite ki te nui o te whainga, i te tuatahi ka eke ki te uara teitei me te heke haere i te wa e whakanuia ana te whaainga.Hei tauira, ma te whakamahi i te CRISPR-Cas13a e whakawhirinaki ana ki te kaupapa trans-cleavage, Tian et al.I whakawhanakehia e [97] he rautaki whakamohio hou hei kite i nga RNA ka hipa tika i te tuhi whakamuri (Fig. 6a).I runga i te herenga ki nga RNA whainga taapiri, ka taea te whakahohe i te matatini CRISPR-Cas13-RNA, ka puta te wehenga whakawhiti e nga RNA kairipoata kore-motuhake.Ko te kairipoata kua tapaina e rere ana [fluorophore (F)] ka tineia e te tiihi (Q) mau tonu, ka korikori ina mawehea e te matatini kua whakahohehia.
Ko te painga o te kitenga hiko he tere tere te kitenga, te hanga ngawari, te utu iti, te ngawari ki te kawe me te whakahaere aunoa.He tikanga tātari kaha mo nga tono POCT.I runga i nga transistors-a-pure graphene Gao et al.[98] i whakawhanakehia he nanobiosensor mo te kitenga maha o nga antigens mate Lyme mai i te huakita Borrelia burgdorferi me te rohe o te 2 pg / mL (Fig. 6b).
Kua whakamahia nga whakamatautau tae i roto i nga tono POCT, e whai hua ana i nga painga o te kawe, te utu iti, te ngawari o te whakarite, me te panui ataata.Ka taea e te kitenga o te karaehe te whakamahi i te oxidation o te peroxidase or peroxidase-like nanomaterials, te whakahiato o nga nanomaterials, me te taapiri o nga waikano tohu hei huri i nga korero e pa ana ki te aroaro o nga waikawa nucleic target ki nga huringa tae kitea [99, 100, 101].Ko te mea nui, ko nga nanoparticles koura e whakamahia whanuitia ana i roto i te whakawhanaketanga o nga rautaki colorimetric, a na to raatau kaha ki te whakaoho tere me te nui o nga huringa tae, kei te piki haere te hiahia ki te whakawhanaketanga o nga papanga tae POCT mo te taatai i nga mate hopuhopu [102].Ma te taputapu microfluidic centrifugal [103], ka taea te kite aunoa i nga pathogens kawe kai i roto i nga tauira miraka poke i te taumata o te 10 nga pūtau huakita, a ka taea te panui i nga hua i roto i te 65 meneti (Fig. 6c).
Ka taea e nga tikanga tairongo aukume te kite tika i nga tātari ma te whakamahi i nga rawa aukume, a he nui te aro ki nga tono POCT i roto i nga tekau tau tata nei.He pai nga painga o nga tikanga tairongo aukume penei i te utu iti o nga rawa aukume kaua i nga waahanga whatu utu nui.Heoi, ma te whakamahi i te papa autō ka pai ake te rapunga me te whakaiti i te wa whakarite tauira [104].I tua atu, ko nga hua o te rangahau autō e whakaatu ana i te tino motuhake, te tairongo, me te tohu tohu-ki-haruru nui na te iti o te tohu papamuri autō o nga tauira koiora [105].Sharma et al.i whakauruhia he kaikoiora e pa ana ki te kohanga kauhanga autō ki roto i te papaaho miihini kawe.[106] mo te kitenga maha o nga pathogens (Fig. 6d).Ka kitea e nga kaikoiora nga waikawa nucleic subnanomolar kua wehea mai i nga tukumate.
Tikanga rapu tohu angamaheni.Ko te ariā o te kitenga hyperlocalized o Cas13a (he mea whakarereke mai i [97]).b Graphene nanobiosensor FET me te Lyme GroES scFv (he mea whakarereke mai i [98]).c Ko nga tohu tohu tae mo te kitenga maha o nga tukumate kawe kai i roto i te maramara microfluidic centrifugal: No. 1 me te Nama 3 tauira me nga pathogens, me nga tauira Nama 2, Nama 4 me te Nama 5 kaore he pathogens whainga (he mea whakarereke mai i [103]) .d Biosensor i runga i te hononga o te kauhanga autō, tae atu ki te papaahoa, te whakakaha aukati i hangaia, te wae whakahaere, me te mana hiko mo te whakaputa tohu / hoko (he mea whakarereke mai i [106]).GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA polymethyl methacrylate
Ahakoa nga ahuatanga tino pai o nga tikanga rapu i runga ake nei, kei a raatau tonu nga ngoikoretanga.Ka whakatauritehia enei tikanga (tepu 1), tae atu ki etahi tono me nga taipitopito (te pai me te kino).
Na te whanaketanga o nga microfluidics, microelectromechanical system, nanotechnology me nga rauemi pūtaiao, ko te whakamahi i nga maramara microfluidic mo te rapu i nga mate hopuhopu kei te haere tonu [55,96,107,108].Ko te raweke tika o nga taputapu iti me nga wai ka whai waahi ki te tika o te tātaritanga me te whai hua-utu.Na reira, mo etahi atu whanaketanga, kua whakapau kaha ki te arotau me te whakapai ake i nga maramara, ka puta he momo maramara microfluidic me nga momo hanganga me nga mahi.I konei ka whakamohiohia e matou etahi momo momo papaa microfluidic me te whakataurite i o raatau ahuatanga (he pai me te kino).Hei taapiri, ko te nuinga o nga tauira kua raarangi i raro nei ka aro nui ki te whawhai ki te SARS-CoV-2.
Ko nga LOCC te nuinga o nga punaha tātari matatini iti noa, me o raatau mahi he tino iti, he whakauru, he aunoa me te whakarara mai i te werohanga tauira me te whakarite, te whakahaere rere me te kitenga wai [109, 110].Ka rawekehia te wai na roto i te hangahanga atahanga me te pahekoheko o te maha o nga paanga tinana penei i te rōnaki pehanga, te mahi capillary, te hikohiko, te papa autō me te ngaru oro [111].Ko te LOCC e whakaatu ana i nga painga tino pai i roto i te tirotiro-nui me te rapunga maha, me te tere o te tātaritanga, te rahi o te tauira iti, te iti o te kaha o te kaha, me te kaha o te whakahaere me te mahi pai;heoi, he tino ngawari nga taputapu LOCC, me te hanga, te takai, me te atanga.Heoi, ko te mahi maha me te whakamahi ano he uaua nui [96].Ka whakatauritea ki etahi atu papaaho, he painga ahurei to LOCC i runga i te nui o te kanorau tono me te hototahitanga hangarau pai, engari ka kitea ano ona ngoikoretanga, ara te uaua nui me te kore e taea te whakahoki.Ko te ti'aturi ki nga papua o waho, he nui te nui me te utu nui, ka whakawhäitihia te whakamahi i roto i te POCT.
I te wa o te pakarutanga COVID-19, he nui te aro o LOCC.I te wa ano, he maha nga maramara hou e whakakotahi ana i nga hangarau maha.Hei tauira, kua whakamahia whanuitia nga waea atamai hei taputapu tātari kawe me te whai waahi nui mo te whakauru LOCC.Ra et al.[21] i hanga he maramara microfluidic e taea ai te whakatiki i nga raupapa waikawa karihi motuhake o nga pathogens e rima, tae atu ki te SARS-CoV-2, ma te whakamahi i te LAMP me te tātari ma te whakamahi i te atamai i roto i te 1 haora i muri i te mutunga o te tauhohenga.Hei tauira ano, ko Sundah et al.[112] i hanga he whakakao ngota [catalytic amplification by molecular transition state switch (CATCH)] mo te kimi tika me te tairongo o nga whaainga RNA SARS-CoV-2 ma te whakamahi i nga waea atamai. He hototahi a CATCH ki te LOCC kawe me te whakatutuki i nga mahi pai ake (tata ki te 8 kape RNA/μl; <1 h i te pāmahana rūma) [112]. He hototahi a CATCH ki te LOCC kawe me te whakatutuki i nga mahi pai ake (tata ki te 8 kape RNA/μl; <1 h i te pāmahana rūma) [112]. CATCH совместим с портативным LOCC и обеспечивает превосходную производительность (примерно 8 копий РНК/мклт ). He hototahi a CATCH ki te LOCC kawe me te whakarato i te whakaputanga pai (tata ki te 8 kape RNA/µl; <1 h i te pāmahana rūma) [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;< 1 копий РНК/мкпл; He hototahi a CATCH ki nga LOCC kawe me te pai o te mahi (tata ki te 8 kape RNA/µl; <1 haora i te pāmahana rūma) [112].I tua atu, ka whakamahia ano e nga taputapu LOCC mo te taatai irapoi etahi kaha taraiwa penei i te korehau, te toronga, me nga waahi hiko.Kang et al.[113] i whakaatu i te PCR nanoplasma-i runga i te maramara tino tere, tere mo te tātaritanga tere me te ine o COVID-19 i te mara ma te whakamahi i te maramara PCR wai plasmonic korehau.Li et al.[114] i muri mai ka whakawhanakehia he maramara microfluidic totoro e taea ai te mate COVID-19.Ka whakamahia e te papaaho te punaha whakakaha RT-LAMP ki te whakatau mena he pai, he kino ranei tetahi tauira.I muri mai, ko Ramachandran et al.[115] i tutuki i nga rōnaki mara hiko e tika ana ma te whakamahi i te isotachophoresis (ITP), he tikanga arotahi katote i whakatinanahia i roto i te microfluidics.Ma te ITP, ka taea te pure aunoa i te RNA whainga mai i nga tauira kaukau nasopharyngeal raw.Katahi a Ramachandran et al.[115] Ko te whakakotahi i tenei purenga ITP me te ITP-whakarei i te LAMP me te CRISPR i kitea te SARS-CoV-2 i roto i te kaukau nasopharyngeal tangata me nga tauira haumanu i roto i te 35 meneti.I tua atu, kei te puta tonu nga whakaaro hou.Jadhav et al.I whakaarohia e [116] he kaupapa tātaritanga i runga i te mata-whakarei ake Raman spectroscopy me te taputapu microfluidic kei roto ko te koura/whakakikorua-whakakikoruatia-kiriwa-whakapaipai-whakapaipai-whakapaipai-whakapaipai-whakapaipai-a-kiriwa ranei moroiti/nanotubes tuku hiko.Ka taea te whakamahi i nga hongere moroiti tātari i hangaia e te membrane.Ko te taputapu he rongoa i nga wheori mai i nga momo wai o te tinana, penei i te huware, te nasopharynx me te roimata.No reira, he nui te titer huaketo, a ka taea te tautuhi tika te huaketo ma te hainatanga Raman.
Ko te LOAD he papahanga microfluidic centrifugal e whakahaeretia ana nga tukanga katoa e te kawa auau e huri ana i te taputapu microstructured [110].Ko te taputapu LOAD e tohuhia ana ma te whakamahi i te kaha centrifugal hei kaha taraiwa nui.Ko nga wai kei raro ano hoki i te kaha kapi, Euler me Coriolis.Ma te whakamahi i te taputapu centrifuge, ka mahia nga tātaritanga i roto i te mahi wai tonu mai i te radial ki roto ki te tuunga o waho, me te whakakore i te hiahia mo etahi atu ngongo o waho, nga papu, nga kaikohikohi, me nga maataki kaha.Hei poto, ko te tikanga whakahaere kotahi ka ngawari te mahi.Ko nga kaha e mahi ana i runga i te wai i roto i te hongere microfluidic kotahi i te tawhiti kotahi mai i te pokapū kawenga he rite, e taea ai te tukurua i te hanganga hongere.Na, he maamaa ake nga taputapu LOAD me te ohanga ki te hoahoa me te hanga atu i nga taputapu LOCC tikanga, i te mea ko nga tauhohenga he mea motuhake me te whakarara;heoi, na te kaha o te miihini o nga taputapu centrifugal, he iti nga rawa maramara e waatea ana, he uaua nga pukapuka iti.ki te waka.I te wa ano, ko te nuinga o nga taputapu LOAD i hangaia mo te whakamahi kotahi anake, he utu nui mo te rapunga nui [96, 117, 118, 119].
I roto i nga tekau tau tata nei, ko LOAD, e kiia ana ko tetahi o nga taputapu microfluidic tino pai, kua aro nui mai nga kairangahau me nga kaihanga.No reira, kua whakaaetia nuitia a LOAD a kua whakamahia mo te taatai irapoo o nga tukumate hopuhopu [120, 121, 122, 123, 124], ina koa i te wa o te pakarutanga o te COVID-19.Hei tauira, i te mutunga o 2020, Ji et al.[60] i whakaatu he whakamatautau RT-qPCR tika mo te tere me te whakarara aunoa mo nga mate SARS-CoV-2 me te rewharewha A me te B i roto i nga tauira kaukau korokoro.Katahi a Xiong et al.[74] i whakaatuhia he papaahi microfluidic discoid kua whakauruhia e te LAMP mo te tere, tika, me te wa kotahi te kitenga o nga coronavirus rewharewha e whitu, tae atu ki te SARS-CoV-2, i roto i te 40 meneti.I te timatanga o 2021, de Oliveira et al.[73] i whakaatu he maramara microfluidic centrifugal toner polystyrene, he mea whakahaere a-ringa me te kaitahuri maihao, mo te tātaritanga rapoi RT-LAMP mo COVID-19.I muri mai, ko Dignan et al.[39] i tukuna he miihini miihini miihini kawe aunoa mo te purenga o te SARS-CoV-2 RNA tika mai i nga waahanga swab buccal.Medved et al.[53] i whakatakoto he punaha whakatauira aerosol a SARS-CoV-2 me te iti o te maramara microfluidic fluorescent hurihuri me te tepe kitenga 10 kape/μL me te paepae huringa iti mo te 15 meneti.Suarez et al.[75] i panuitia tata nei te whanaketanga o te papaaapapa microfluidic centrifugal modular whakauru mo te kitenga tika o te SARS-CoV-2 RNA i roto i nga tauira swab nasopharyngeal-wera-wera ma te whakamahi i te LAMP.Ko enei tauira e whakaatu ana i nga painga nui me te oati o te LOAD i roto i nga tātaritanga ngota o COVID-19.
I te tau 1945 ka tukuna tuatahitia e Muller raua ko Clegg [125] nga hongere microfluidic ki runga pepa ma te pepa tātari me te paraffin.I te tau 2007, i hangaia e te roopu Whitesides [126] te turanga pepa mahi tuatahi mo te whakamatautau pūmua me te huka.Kua noho te pepa hei taputapu pai mo te microfluidics.Kei te pepa nga ahuatanga tuuturu penei i te hydrophilicity me te hanganga maiangi, te pai o te koiora, te taumaha marama, te ngawari, te takai, te utu iti, te ngawari o te whakamahi me te waatea.Ko nga µPAD tawhito he hanganga hydrophilic/hydrophobic i hangaia i runga i nga taputapu pepa.I runga i te hanganga e toru nga waahanga, ka taea te wehewehe i nga μPAD ki nga waahanga-rua (2D) me nga waahanga-toru (3D) μPAD.Ka hangaia nga 2D µPAD ma te hanga rohe hydrophobic hei hanga i nga awa moroiti, i te nuinga o te waa ka mahia nga 3D µPAD mai i nga paparanga o te pepa 2D microfluidic, i etahi wa ma te kopaki pepa, ma te whakamahi i nga tikanga paheke, nga waahana tuwhera, me te ta 3D [96].Ko te wai wai, ko te wai koiora ranei kei runga i te μPAD ka tino whakahaerehia e te kaha kapi karekau he puna hiko o waho, hei whakahaere i mua i te rokiroki o nga reagents, te whakahaere tauira, me te kitenga maha.Heoi ano, ko te mana rere tika me te kitenga maha ka aukatihia e te iti o te tere o te kitenga, te tairongo, me te whakamahi ano [96, 127, 128, 129, 130].
I te mea he papaa microfluidic rerekee, kua whakanuia te μPAD me te whakawhanakehia mo te taatai rapoi mo nga mate hopuhopu penei i te HCV, HIV, me te SARS-CoV-2 [131, 132].Mo te rapunga whiriwhiri me te tairongo o HCV, Tengam et al.[133] i whakawhanakehia he kaikoiora hou i runga i te pepa karemarama ma te whakamahi i te rangahau waikawa karihi tino motuhake i runga i te pyrrolidinyl peptide.Ko nga waikawa nucleic e kore e nekehia i runga i te pepa cellulose kua waikurahia na roto i te whakamaarama whakaheke i waenga i nga roopu amino me nga roopu aldehyde, a ka ahu mai te kitenga i runga i te rewharewha.Ka taea te panui i enei tohu e tetahi taputapu hanga motuhake me te kaamera pukoro kawe me te kaamera waea pukoro.I muri mai, ko Lu et al.I hangaia e [134] he irahiko ngawari i runga i te pepa i runga i te nickel/gold nanoparticles/carbon nanotubes/polyvinyl alcohol organometallic composites mo te kitenga i te whainga HIV ma te whakakotahitanga DNA ma te whakamahi i te methylene blue hei tohu DNA redox.No tata nei, Chowdury et al.[135] i whakaatu he hoahoa papaa whakapae mo te whakamatautau µPAD ma te whakamahi i te huware o te manawanui me te LAMP me te hangarau whakaahua kawe mo te tirotiro tātari COVID-19.
Ko nga whakamatautau rere o te taha ka arahi i nga wai ma te kaha o te kapi me te whakahaere i te nekehanga o te wai ma te makuku me nga ahuatanga o nga taputapu maiengi, microstructured ranei.Ko nga taputapu rere o te taha ko te tauira, te conjugate, te incubator me te kitenga, me nga papa whakauru.Ko nga ngota ngota waikawa karihi i roto i te LFA e mohio ana ki nga here motuhake kua rongoa i mua i te waahi herea ka herea hei matatini.I te wa e haere ana te wai i roto i nga pereti incubation and detection, ka mau nga matatini e nga ngota ngota hopu kei runga i te whakamatautau me nga raina whakahaere, e whakaatu ana i nga hua ka taea te panui tika ki te kanohi tahanga.Ko te tikanga, ka taea te whakaoti i te LFA i roto i te 2-15 meneti, he tere ake i te kitenga tuku iho.Na te tikanga motuhake, he iti noa nga mahi a LFA me te kore e hiahiatia he taputapu taapiri, na te mea he tino pai ki te kaiwhakamahi.He ngawari ki te hanga me te iti, he iti ake te utu mo nga taputapu pepa.Heoi ano, ka whakamahia noa mo te tātaritanga kounga, a he tino uaua te kitenga ine, a he iti rawa te kaha o te maha me te whakaputa, a, kotahi noa te waikawa nucleic ka kitea i te wa kotahi [96,110,127].
Ahakoa ko te nuinga o nga tono o te LFA e arotahi ana ki nga immunoassays, ko te whakamahinga o te LFA mo nga taatai irapoi i roto i nga maramara microfluidic he pai, he rongonui hoki [136].I roto i te take o te mate hepatitis B, HIV me SARS-CoV-2 LFA Gong et al.I whakaarohia e [137] he papaaa LFA nanoparticle whakahuri ake me te whakaatu i te whaihua o tenei papaa iti me te kawe i roto i te kitenga tairongo me te ine o nga whaainga maha penei i te waikawa nucleic HBV.I tua atu, ko Fu et al.[138] i whakaatu he pukapuka LFA i runga i te mata-whakarei Raman spectroscopy mo te tātaritanga ine o te HIV-1 DNA i te iti o te kukū.Mo te kitenga tere me te tairongo o SARS-CoV-2, Liu et al.I whakawhanakehia e [85] he tātari rerenga taha taha RPA kua whakauruhia ki roto i te microfluidic ma te whakakotahi i te RT-RPA me te punaha rapunga rerenga taha taha ki roto i te punaha microfluidic kotahi.
He rereke te tono o nga momo papaapapa microfluidic i runga i nga rangahau motuhake, me te whakamahi i nga kaha me nga painga o nga papa.Ma nga reera utu, papua me nga riu, ko LOCC te papaaa matawhānui mo te kanorau tono me te mahi tahi me te ruuma nui rawa atu mo te whanaketanga.No reira, ko te tumanako me te whakahau kia mahia nga rangahau hou ki LOCC hei nganatanga tuatahi me te whakatika i nga tikanga.I tua atu, ko nga tikanga pai ake me te tika e tika ana kia kitea me te whakamahi i roto i te punaha.Ko te LOAD he tino pai ki te whakahaere i nga wai mai i nga taputapu LOCC o naianei, me te whakaatu i nga painga ahurei i roto i nga puku kotahi ma te kaha o te centrifugal me te kore e hiahia mo nga puku o waho, ka taea te wehe me te tukutahi nga whakautu whakarara.No reira, hei nga ra kei te heke mai, ka noho ko LOAD te papaaapapa microfluidic matua me te iti ake o nga mahi a-ringa me nga hangarau pakeke ake me nga hangarau aunoa.Ko te papaaapapa µPAD e whakakotahi ana i nga painga o te LOCC me nga rawa pepa mo te utu iti, mo te whakamahi kotahi.No reira, me aro te whanaketanga a meake nei ki nga hangarau watea me te pai kua tau.I tua atu, he pai te LFA mo te kitenga kanohi tahanga, e kii ana ki te whakaiti i te kai tauira me te tere ake te kitenga.Kei te Ripanga 2 tetahi whakataurite mo te papaaho.
Ko nga tātaritanga matihiko ka wehewehe i te tauira ki roto i te maha o nga microreactors, kei roto i ia waahanga he tau motuhake o nga ngota ngota e whai ana [139, 140].Ko nga whakamatautau mamati he painga nui mo te mahi inenga tino ma te mahi i nga mano o nga whakamatautau koiora whakarara i te wa kotahi me te takitahi i roto i nga waahanga tauine micron, kaua ki te waa haere tonu.Ka whakatauritea ki nga microfluidics tuku iho, ka taea e nga tauhohenga wehenga te whakaheke i te rahinga tauira, te whakanui ake i te pai o te tauhohenga, me te ngawari ki te whakauru ki etahi atu tikanga tātari me te kore e hiahiatia he awa, papua, marere, me nga hoahoa kiato [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147] .Ko nga tikanga e rua e whai ake nei ka whakamahia i roto i nga whakamatautau matihiko hei whakatutuki i te wehewehenga rite me te tika o nga otinga, tae atu ki nga reagents me nga tauira penei i nga pūtau, waikawa nucleic, me etahi atu matūriki, ngota ngota ranei: (1) whakaheke whakaehunga e whakamahi ana i te koretake o te atanga wai;(2) ka mahia te wehewehenga huranga e nga here ahuahanga o te taputapu.I te tikanga tuatahi, ka taea te hanga i nga rūrūtia kei roto i nga reagents me nga tauira i roto i nga hongere moroiti e nga tikanga hāngū pēnei i te kautahi, te rerenga whakawhiti, te arotahi o te rere, te whakaemulsification, te whakaemulsification microchannel, me nga kiriuhi na roto i te kaha kutikuti viscous me te whakaemulsification me te huringa hongere.localization [143, 145, 146, 148, 149] ranei te whakamahi i nga tikanga kaha [150, 151], e whakauru ana i te kaha ake ma te hiko, te aukume, te wera me te miihini.I roto i te huarahi whakamutunga, ka tohatohahia te riterite o te nui o te wai i roto i nga ruma microfluidic ma te pupuri i nga hanganga mokowhiti o te rahi o te rahi, penei i nga micropits me nga raupapa mata [152,153,154].Otirā, ko nga rūrūtia he wāhanga rere nui ka taea hoki te hanga me te raweke i runga i nga raupapa hiko i runga i te microfluidics mamati (DMF).Ko te whakamaarama hiko tetahi o nga ariā DMF pai rawa atu i akohia, na te mea ko te whakamaaramatanga o nga dielectrics ka taea te whakahaere tika i nga topata takitahi, te whakahaere i te ahua o te wai me nga tohu hiko asymmetric e haere ana i nga taha rereke [141, 144].Ko nga mahinga matua me nga pata i roto i te DMF ko te tohatoha, te wehewehe, me te hanumi [151, 155, 156], ka taea te whakamahi i roto i nga momo waahanga tātaritanga, ina koa i roto i te kitenga ngota [157, 158, 159].
Ko te kitenga waikawa karihi mamati he hangarau tātaritanga rapoi tuatoru-whakatupuranga e whai ake nei i te PCR tikanga me te PCR-wa-tuuturu (qPCR) ine, i roto i te whakarara ki te raupapatanga teitei me te koiora wai.I roto i nga tau e rua kua pahure ake nei, kua tere te tipu o nga waikawa karihi matihiko i roto i te mara o te tātaritanga ngota o nga tukumate hopuhopu [160, 161, 162].Ko te inenga tuturu o te kimi waikawa karihi matihiko ka timata ma te whakakao tauira me nga tauhohenga ki roto i nga waahanga takitahi kia rite ai te tupono o ia raupapa whainga ka uru ki ia waahanga takitahi.Ko te tikanga, ka tautapahia ia wahanga ki nga raupapatanga maha, kaore pea he punaha microreaction motuhake.Na roto i nga momo tikanga mohio kua whakaahuahia i runga ake nei, ko nga wahanga me nga raupapa whainga moroiti e whakaputa tohu i runga ake i tetahi paepae ka taea te kite ma te kanohi tahanga, ma te miihini ranei ka tapaina he pai, ko etahi atu waahanga ka whakaputa tohu i raro i te paepae ka tapaina he pai. .nga mea kino, ka waiho te tohu mo ia waahanga hei boolean.No reira, ma te tatau i te maha o nga wahanga i hangaia me te tere o nga hua pai i muri i te tauhohenga, ka taea te whakataurite i nga kape taketake o nga tauira whakamatautau ma te whakamahi i te tauira tohatoha Poisson me te kore e hiahiatia he anau paerewa, e hiahiatia ana mo te tātari ine ine. hei qPCR.[163] Ki te whakatauritea ki nga tikanga tātari irapoi tuku iho, ko te kitenga o te waikawa karihi mamati he teitei ake o te mahi aunoatanga, teitei ake te tere o te tātari me te tairongo, te iti ake o nga reagents, te iti o te poke, me te ngawari ake o te hoahoa me te hanga.Mo enei take, ko te whakamahi i nga whakamatautau mamati, ina koa ko nga tikanga whakaheke, mo nga taatai rapoi, te whakakotahi i te whakakaha me nga tikanga panui tohu, kua tino akohia i te wa o te pakarutanga kino o SARS-CoV-2.Hei tauira, Yin et al.[164] whakakotahi i nga tikanga mamati me nga tikanga PCR tere kia kitea nga ira ORF1ab, N, me RNase P i roto i te SARS-CoV-2 i roto i te maramara microfluidic.Ko te mea nui, i taea e te punaha te tautuhi i tetahi tohu pai i roto i te 115 hēkona, he tere ake i te PCR tikanga, e tohu ana i tana whai hua ki te rapu tohu-a-tiaki (Whakaahua 7a).Dong et al.[165], Ruia et al.[157], Chen et al.[166] me Alteri et al.[167] i tono ano hoki i te PCR matihiko topata (ddPCR) kia kitea te SARS-CoV-2 i roto i te punaha microfluidic me nga hua whakamiharo.Hei whakapai ake i te reiti kitenga, Shen et al.[168] i tutuki i te ddPCR-based chip imaging i roto i te 15 s me te kore whakamahi i nga tikanga tuitui atahanga, tere ake te tukanga hangarau ddPCR mai i te taiwhanga ki te tono.Ehara i te mea ko nga tikanga whakamaarama waiariki penei i te PCR ka whakamahia, engari ka whakamahia ano nga tikanga whakahiato hauwaro hei whakangawari i nga tikanga tauhohenga me te whakautu tere.Lu et al.[71] I whakawhanakehia te SlipChip mo te tātaritanga topata, e kaha ana ki te whakaputa i nga maturuturu o nga momo rahi ki te kiato teitei i roto i te taahiraa kotahi me te ine i nga waikawa karihi SARS-CoV-2 ma te whakamahi i te LAMP mamati (Whakaahua 7b).I te mea he hangarau e tere haere ana, ka taea hoki e CRISPR te whai waahi nui ki te kimi waikawa karihi mamati na roto i te atahanga colorimetric watea me te kore e hiahia ki etahi taapiri waikawa karihi.Ackerman et al.i whakawhanakehia he tauhohenga matrix combinatorial mo te aromatawai maha o nga waikawa karihi.[158] i kitea e 169 nga huaketo e pa ana ki te tangata, tae atu ki te SARS-CoV-2, i roto i nga rūrūtia kei roto i te CRISPR-Cas13 nga reagents kitea waikawa karihi i roto i te microwell assay (Whakaahua 7c).I tua atu, ka taea te whakamahi i te hangarau isothermal amplification me te CRISPR i roto i te punaha kotahi hei whakakotahi i nga painga o nga mea e rua.Park et al.[169] I whakawhanakehia he whakamatautau mamati CRISPR/Cas12a i roto i te maramara microfluidic arumoni mo te kitenga o te SARS-CoV-2 i tangohia me te wera-mate i runga i te waahanga RT-RPA kotahi me te tohu tohu-ki-papamuri poto me te teitei ake. ōwehenga wā., te awhe hihiri whanui me te pai ake o te aro (Fig. 7d).Ko etahi korero mo enei tauira kei te Ripanga 3.
Tuāpapa matihiko angamaheni mo te kimi waikawa karihi.a Ko te rerengamahi PCR mamati tere e wha nga waahanga matua: te whakarite tauira, te tohatoha o te ranunga tauhohenga, te tukanga whakakaha, me te ine inenga (he mea whakarereke mai i [164]).b He mahere e whakaatu ana i te tātaritanga o nga topata SlipChip mo te hanga maatatanga i te kiato teitei (he mea whakarereke mai i [71]).c CARMEN-Cas rerengamahi hoahoa13 (he mea urutau mai i [158]).d Tirohanga mo te rapunga huaketo mamati matatau me te CRISPR/Cas i roto i te kohua kotahi (he mea whakarereke mai i [169]).W/O wai-in-hinu, polydimethylsiloxane PDMS, PCR polymerase chain reaction, DAQ data collection, PID proportional integral derivative, CARMEN combinatorial matrix reaction for multiplex nucleic acid evaluation, SARS-CoV-2, tino mate manawa whakapeka, coronavirus 2 , RT Whakanuia o te reverse transcriptase recombinase polymerase-RPA, tohu S/B kei muri
Wā whakairinga: Sep-15-2022
