Xeeladaha ogaanshaha dhaqameed ee lagu ogaanayo cudurrada faafa waxay u baahan yihiin isticmaalka aaladaha keydka ee aan ku habboonayn baaritaanka-daryeelka (POCT).Microfluidics-ka soo baxaya waa tignoolajiyad aad loo yareeyey, si toos ah, iyo isku dhafan taas oo ah beddelka suurtagalka ah ee hababka dhaqameed ee degdegga ah, qiimaha jaban, ee saxda ah ee ogaanshaha goobta.Hababka ogaanshaha molecular ayaa si weyn loogu isticmaalaa aaladaha microfluidic sida hababka ugu waxtarka badan ee ogaanshaha cudurka.Dib u eegistani waxay soo koobaysaa horumaradii dhawaa ee baadhitaanada molecular ee ku salaysan microfluidic ee cudurada faafa marka laga eego dhinaca tacliinta iyo warshadaha labadaba.Marka hore, waxaynu sharaxnaa hab-samaynta caadiga ah ee-chip-ka ee asiidhyada nucleic-ka ah, oo ay ku jiraan muunadda hore u daawayn, kordhinta, iyo akhrinta calaamadaha.Tilmaamaha, faa'iidooyinka iyo khasaaraha afarta nooc ee aaladaha microfluidic ayaa markaa la barbardhigayaa.Marka xigta, waxaan ka wada hadli doonaa isticmaalka imtixaannada dhijitaalka ah si loo qiyaaso qiyaasta saxda ah ee asiidhka nucleic.Aaladaha ogaanshaha molecular ee ku salaysan qadiimiga iyo kii dhawaa ee ganacsi ee microfluidic ku salaysan ayaa lagu soo koobay caddayn ahaan xaaladda suuqa ee hadda.Ugu dambeyntii, waxaan soo jeedineynaa tilmaamaha mustaqbalka ee baaritaanka microfluidic ee cudurrada faafa.
Cudurada la is qaadsiiyo waxaa keena cudur-sidaha, oo ay ku jiraan bakteeriyada, fayrasyada, iyo dulin, kuwaas oo ku baahsan adduunka oo dhan.Si ka duwan cudurrada kale, cudur-sidaha si dhakhso ah ayey u faafaan oo ku faafaan dadka iyo xayawaanka martida loo yahay iyada oo la tallaalayo, hawada iyo warbaahinta biyaha [1].Ka-hortagga cudurrada faafa waa mid muhiim ah sida cabbirka caafimaadka dadweynaha.Saddex xeeladood oo waaweyn oo lagula dagaallamayo cudurrada faafa: (1) xakamaynta isha caabuqa;(2) joojinta jidka gudbinta;(3) ilaalinta dadka u nugul.Ka mid ah xeeladaha ugu muhiimsan, xakamaynta isha caabuqa ayaa loo tixgeliyaa istaraatiijiyada ugu muhiimsan sababtoo ah ku habboonaanta iyo qiimaha hoose.Ogaanshaha degdega ah, go'doominta, iyo daawaynta shakhsiyaadka cudurka qaba ayaa muhiim ah, una baahan xeelado ogaanshaha degdega ah, xasaasiga ah, iyo saxda ah [2].Cilad-sheegashada hadda ee cudurrada faafa waxay caadi ahaan isku daraa baadhitaan caafimaad oo ku salaysan calaamadaha iyo calaamadaha iyo daraasadaha shaybaadhka sida dhaqanka unugyada iyo ogaanshaha unugyada, kuwaas oo u baahan shaqaale tababaran, hababka foosha adag, iyo qalabka baaritaanka qaaliga ah [3, 4].Ka-hortagga cudurrada faafa waxay u baahan tahay baaritaan deg-deg ah, raqiis ah, oo sax ah oo gudaha ah, gaar ahaan meelaha kheyraadka xaddidan ee cudurrada faafa ay ku badan yihiin oo daran [5], iyo sidoo kale daaweynta cidlada ama goobta dagaalka, halkaas oo xaaladaha degdegga ah aan la saadaalin karin..daryeelka caafimaadku wuu xadidan yahay [6].Xaaladdan oo kale, microfluidics waa tignoolajiyad isku daraysa teknoolojiyadda nidaamyada microelectromechanical, nanotechnology, ama sayniska agabka wax-is-beddelka saxda ah ee dareeraha [7,8,9,10], oo siinaya fursado cusub oo lagu ogaanayo-daryeelka (POCT).) wakiilada faafa ee ka baxsan isbitaalada iyo shaybaarada.Marka la barbar dhigo ogaanshaha dhaqameed ee waqti-qaadka ah, tignoolajiyada microfluidic waxay bixisaa muunad iyo kayd kharash oo loogu talagalay ogaanshaha molecular inta lagu jiro dillaaca cudurrada.Faafida caalamiga ah ee cudurka coronavirus 2019 (COVID-19) waxaa sababa xanuunka daran ee neef-mareenka coronavirus 2 (SARS-CoV-2), sidaa darteed muhiimada microfluidics ee ka hortagga iyo xakameynta masiibada ayaa mar kale la adkeeyay [11, 12] , 13].Si ka duwan ogaanshaha dhaqameed, microfluidic POCT waxay isticmaashaa aalado yar yar oo la qaadi karo oo ka bilaabma falanqeeyayaasha benchtop ilaa xariijimaha tijaabada dhinaca yar si loo tijaabiyo meel u dhow goobta muunada [14].Tijaabooyinku waxay ka kooban yihiin diyaargarow fudud ama aan lahayn muunad diyaarsan, balaadhinta calaamadaha degdega ah, iyo akhrinta calaamadaha xasaasiga ah taasoo keentay muddo gaaban iyo natiijooyin sax ah daqiiqado gudahood.Helitaanka iyo wax soo saarka ballaaran ee qalabka daryeelka caafimaadka ee ku salaysan microfluidic ayaa balaadhiyey codsiyadooda ogaanshaha kharash-ool ah iyo kuwa tooska ah ee ka baxsan cusbitaalka, u dhow bukaanka, iyo xitaa guriga.
Ka mid ah xeeladaha jira ee lagu ogaanayo cudurrada faafa, ogaanshaha molecular waa mid ka mid ah kuwa ugu xasaasisan [15, 16].Intaa waxaa dheer, ogaanshaha molecular waxaa inta badan loo adeegsadaa heerka dahabka ee ogaanshaha joogtada ah ee COVID-19, taasoo u oggolaanaysa in si toos ah loo ogaado gobollada fayraska u gaarka ah ee RNA ama DNA ka hor bilowga jawaabta difaaca [17, 18].Dib-u-eegista hadda, waxaanu ku soo bandhigaynaa horumarkii ugu dambeeyay ee hababka ogaanshaha molecular ee ku salaysan microfluidics ee cudurada faafa, laga bilaabo aragtida akadeemiyada ilaa aragtida warshadaha mustaqbalka (Jaantus. 1).Waxaan ku bilaabi doonaa seddex tillaabo oo muhiim ah oo lagu ogaanayo aashitada nukliyeerka: pretreatment muunada on-chip pretreatment, xoojinta aashitada nucleic, iyo akhrinta calaamadaha.Waxaan markaa is barbar dhignay noocyada kala duwan ee aaladaha microfluidic ee qaab-dhismeedkooda iyo shaqadooda, oo muujinaya astaamo gaar ah (xoog iyo daciifnimo).Ogaanshaha aashitada nukliyeerka ee dhijitaalka ah ayaa laga sii wada hadlay oo la siiyay tusaale ahaan tikniyoolajiyadda jiilka saddexaad ee cabbirka dhammaystiran ee unugyada cudurka faafa.Intaa waxaa dheer, dhowr aaladaha POCT ee caadiga ah iyo kuwa ganacsi ee ugu dambeeyay ayaa la soo bandhigi doonaa si ay u muujiyaan xaaladda hadda jirta ee suuqa POCT ee microfluidic ee ogaanshaha molecular.Waxaan sidoo kale ka doodi doonaa oo sharxi doonaa aragtidayada codsiyada mustaqbalka.
Modules of chips microfluidic ee ogaanshaha aashitada nucleic waxaa loo qaybin karaa saddex qaybood (sambal, aqoonsi, iyo calaamadayn) iyadoo loo eegayo shaqadooda [19].Qaybahaas ka mid ah, cutubka muunadku wuxuu inta badan garwaaqsadaa muunada lysis iyo soo saarista aashitada nucleic.Qalabka dareemayaasha ayaa inta badan gacanta ku haya beddelka iyo xoojinta calaamadaha nucleic acid.Module-ka calaamadinta ayaa ogaanaya calaamadda la beddelay oo uu farsameeyay qaybta dareenka.Iyada oo ku saleysan habka lagu ogaanayo asiidhyada nucleic-ka ah ee chip-ka, waxaan soo koobi doonaa jajabyada kala duwan ee xaqiijin kara shaqada "gelinta iyo soo saarista".
Talaabada ugu horeysa ee lagu ogaanayo aashitada nukliyeerka waa soo saarista aashitada nucleic, ie ka soocida aashitada nukleic ah ee la beegsanayo muunada asalka ah.Soo saarista aashitada nukliyeerka waxaa loo sameeyaa si loo nadiifiyo asiidhyada nucleic-ka ee wasakhowga molecular kale, loo hubiyo daacadnimada qaab dhismeedka aasaasiga ah ee unugyada nucleic acid, iyo wanaajinta natiijooyinka.Soo saarista aashitada nukliyeerka waxay u baahan tahay lysis muunad lagama maarmaanka ah iyo qabsashada aashitada nucleic, tayada iyo waxtarka kuwaas oo saameyn weyn ku leh cilmi-baarista iyo natiijooyinka ogaanshaha.Waxyeelooyin kasta oo daahsoon inta lagu jiro soo saarista waxay xaddidi kartaa ogaanshaha dheeraadka ah.Tusaale ahaan, falcelinta silsiladda polymerase (PCR) iyo hababka loop isothermal amplification (LAMP) waxaa xannibay qaar ka mid ah dareerayaasha dabiiciga ah ee haraaga ah sida ethanol iyo isopropanol ee go'doominta acid nucleic [20].Soo saarista dareeraha-dareere ah iyo soo saarista wejiga adag ayaa ah hababka ugu caansan ee go'doominta asiidhyada nucleic-ka ah [21], si kastaba ha ahaatee, soo saarista dareeraha dareeraha ah ee jajabku aad ayuu u xaddidan yahay, maadaama reagents-yada loo isticmaalo soo saarista dareeraha- dareeraha ah ay sababaan daxalka jajabyada microfluidic intooda badan. .Halkan, waxaan ku muujineynaa hababka soo saarista wejiga adag ee ku salaysan microarray waxaanan is barbar dhigeynaa faa'iidooyinkooda iyo faa'iidooyinkooda.
Silikoon waa maado substrate ah oo la jaanqaadi kara asiidhyada nucleic-ka sababtoo ah laqabsigeeda, xasiloonida, iyo fududaynta wax ka bedelka [22].Muhiimad ahaan, marka lagu beddelo silica ama walxo kale, isku-dhafkan wuxuu soo bandhigayaa sifooyin si xun loogu dallacay asiidhyada nucleic-ka ee hoos yimaada pH hooseeya, xaaladaha milixda ee sarreeya iyadoo la buuxinayo pH sare, xalalka milixda hooseeya.Iyada oo ku saleysan dhacdadan, waxaa suurtagal ah in la nadiifiyo aashitada nucleic.
Noocyo kala duwan oo walxaha ku salaysan silica ayaa loo isticmaalay soo saarista nucleic acid ee microfluidics, sida kuul silica, budada, filtarrada microfiber, iyo xuubabka silica [23, 24, 25, 26].Iyadoo ku xiran sifooyinka walxaha, walxaha silikoon ku salaysan waxaa loo isticmaali karaa microcircuits siyaabo kala duwan.Tusaale ahaan, granules silica, budada, iyo nanofilters-ganacsiyeedka ayaa si fudud loogu dhejin karaa daldaloolada ama microchannels ee chips microfluidic waxayna ka caawiyaan soo saarista asiidhka nucleic ee shaybaarada [27, 28, 29].Xuubabka silica ee dusha sare laga beddelay ayaa sidoo kale loo isticmaali karaa in si degdeg ah DNA-da looga sifeeyo cudur-sideyaasha qiimo jaban.Tusaale ahaan, Wang et al.[30] Marka la isku daro diidmada falcelinta xoojinta iyo is-weydaarsiga silsiladda dhexdhexaadinta ah ee xuubka silica ee lagu dahaadhay chitosan oligosaccharides, nidaam la qaadan karo oo la qaadan karo ayaa la soo bandhigay kaas oo si guul leh u ogaaday 102-108 unugyada samaynta gumeysiga.(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., iyo joogitaanka fayrasku si fudud ayaa loo arki jiray.Powell iyo al.[31] Microarrays-ku-salaysan silikoon ayaa markaa loo isticmaalay in lagu ogaado fayraska cagaarshow C (HCV), fayraska difaaca jirka (HIV), fayraska Zika, iyo fayraska papillomavirus iyo faafinta tooska ah, kaas oo 1.3 μl microreactor tortuous loo sameeyay si loo qabto fayraska RNA.oo samee kor u qaadis goobta.Marka laga soo tago hababkan, silica microcolumns-ka korka wax laga beddelay ayaa sidoo kale door muhiim ah ka ciyaara soo saarista aashitada nucleic, maaddaama joomatari iyo sifooyinka walxaha wax ka beddelaya ay si weyn u kordhiyaan waxtarka soo saarista.Chen iyo al.[32] waxa ay soo jeedisay madal microfluidic ah oo lagu go'doomiyo RNA-fiirsiga hoose ee ku salaysan koollada silikoon ee dahaarka amino-ka ah.Qalabkan microfluidic wuxuu isku daraa 0.25 cm2 micropillars oo ku yaal substrate silikoon si loo gaaro waxtarka soo saarista sare iyada oo loo marayo aag sare oo sarreeya ilaa naqshadeynta saamiga mugga.Faa'iidada naqshaddan ayaa ah in qalabka microfluidic uu gaari karo ilaa 95% waxtarka soo saarista aashitada nucleic.Xeeladahan ku saleysan silikoon waxay muujinayaan qiimaha ay si degdeg ah u go'doominayaan asiidhyada nuclei-ka oo qiimahoodu jaban yahay.Marka lagu daro jajabyada microfluidic-ka, xeeladaha soo saarista silikoon-ku-salaysan ma kordhin karaan oo kaliya waxtarka ogaanshaha acid nucleic, laakiin sidoo kale waxay fududeeyaan yaraynta iyo isdhexgalka qalabka falanqaynta [20].
Hababka kala soocida magnetic waxay isticmaalaan qaybo birlab ah si ay u go'doomiyaan asiidhyada nucleic marka ay jirto goob birlab ah oo dibadda ah.Qaybaha birlabeedka sida caadiga ah loo isticmaalo waxaa ka mid ah Fe3O4 ama γ-Fe2O3 qaybo magnetic oo lagu dahaadhay silica, amino iyo carboxyl [33,34,35,36].Tilmaamaha kala soocida qaybaha magnetic marka la barbardhigo hababka SPE-ku-salaysan ee silikoonku waa sahlanaanta wax-is-beddelka iyo xakamaynta magnets dibadda ah.
Isticmaalka isdhexgalka elektrostatic ee u dhexeeya acids nucleic iyo silica, xaaladaha cusbada sare iyo pH hoose, asiidhyada nucleic ayaa lagu dhajiyaa dusha sare ee qaybaha magnetic silica-dahaarka ah, halka xaaladaha milix yar iyo pH sare, molecules waa la dhaqi karaa mar kale..Kuul birlabeedka silica-dahaarka leh ayaa suurtogal ka dhigaya in DNA laga soo saaro muunadaha mugga waaweyn (400 μL) iyadoo la adeegsanayo dhaqdhaqaaqa magnetically la xakameeyey [37].Sida muujinta, Rodriguez-Mateos et al.[38] waxay isticmaaleen birlabyo tunable ah si loo xakameeyo wareejinta kuul birlabeedka qolal kala duwan.Iyada oo ku saleysan walxaha magnetka-dahaarka leh, 470 koobi/mL ee SARS-CoV-2 genomic RNA ayaa laga soo saari karaa muunado biyaha wasakhda ah ee ogaanshaha qoraalka beddelka laambadda (RT-LAMP) jawaabtana waxaa lagu akhriyi karaa 1 saac gudahood.indho qaawan (Jaantus. 2a).
Aalado ku salaysan birlab iyo maaddooyin daloola.Shaxda fikradda ah ee aaladda microfluidic IFAST RT-LAMP ee ogaanshaha SARS-CoV-2 RNA (laga soo xigtay [38]).b Qalabka Centrifugal micro for dSPE of buccal swab nucleic acid (laga soo qaatay [39]).c Ku-dhismay muunad-xoojin iskiis u shaqeya oo isticmaalaya kaarka FTA® (laga soo xigtay [50]).d Fusion 5 warqad shaandhayn lagu beddelay chitosan (laga soo xigtay [51]).SARS-CoV-2 xanuunka daran ee daran ee neef-mareenka coronavirus 2, RT-LAMP rogaal celinta loop dhexdhexaadin xoojinta isothermal, la-hawlgalayaasha tignoolajiyada FTA, NA nucleic acid
Qaybaha birlabeedka oo si togan loo dallacay ayaa ku habboon in lagu dhejiyo laf dhabarta fosfatetada ee nucleic acid.Xoogaa milix ah, kooxaha fosfooraska ee sida xun u dallacay ee asiidhyada nucleic-ka ayaa si togan loogu dallaci karaa dusha sare ee qaybaha isku-dhafka magnetic.Sidaa darteed, nanoparticles magnetic oo leh dusha qallafsan iyo cufnaanta sare ee kooxaha amino ayaa loo sameeyay soo saarista asiidhyada nucleic.Ka dib kala-soocidda magnetic iyo xannibaadda, nanoparticles magnetic iyo DNA-ga ayaa si toos ah loogu isticmaali karaa PCR, taas oo meesha ka saaraysa baahida nadiifinta adag iyo waqti-qaadashada iyo hawlaha nadiifinta [35].Nanoparticles magnetic oo lagu dahaadhay kooxaha karboxyl taban ayaa sidoo kale loo isticmaalay in lagu kala saaro asiidhyada nucleic-ka ah ee lagu dhajiyay sagxadaha sare ee polyetylen glycol iyo xalalka chloride sodium [36].Iyada oo kuwan dusha sare ee birlabeedka wax laga beddelay, soo saarista DNA-du waxay la jaanqaadi kartaa kordhinta xigta.Dignan iyo al.[39] ayaa ku sifeeyay madal microfluidic centrifugal ah oo otomaatig ah oo la qaadan karo oo loogu talagalay pretreatment nucleic acid, taasoo u oggolaanaysa shaqaalaha aan farsamada ahayn inay ku isticmaalaan goobta.Intaa waxaa dheer, iswaafajinta DNA-da go'doonsan ee LAMP, oo ah habka ugu habboon ee falanqaynta aashitada nucleic-ka-daryeelka, waxay sii muujinaysaa shuruudaha ugu yar ee qalabka iyo ku habboonaanta baaritaanka midabka midabka (Jaantus 2b).
Hababka birta birta ah waxay bixiyaan suurtogalnimada in si toos ah loo soo saaro, kuwaas oo qaarkood ay ku jiraan soosaarayaasha aashitada nukliyeerka ee otomaatiga ah [KingFisher;ThermoFisher (Waltham, MA, USA), QIAcube® HT;CapitalBio (Beijing, Shiinaha) iyo Biomek®;Beckman (Miami, USA).), Florida, USA).Faa'iidooyinka isku-darka kuul magnetic iyo microfluidics waxaa loo isticmaali karaa soo saarista si toos ah ootamaatigga ah ee asiidhyada nucleic-ka ah, taas oo suurtogal u ah horumarinta baaritaanka unugyada unugyada;si kastaba ha ahaatee, isku darka kuul magnetic la microfluidics ayaa weli si weyn ugu tiirsan hababka kantaroolka adag ee khalkhalgelinta saxda ah ee kuul magnetic, taas oo sharxaysa caan ah ee alaabta ganacsi waa weyn iyo qaali, taas oo xaddidaysa codsiga dheeraad ah ee kuul magnetic in POCT.
Waxyaabo dhowr ah oo dalool ah sida filtarrada nitrocellulose oo la beddelay, Kaararka Tiknoolajiyada Soo-helayaasha (FTA), waraaqaha shaandhada polyethersulfone-ku-salaysan, iyo walxaha glycan-dahaarka leh ayaa sidoo kale loo isticmaalay ogaanshaha acid nucleic [40, 41, 42, 43, 44].Walxaha daloolada leh sida warqadda dhogorta leh ayaa markii ugu horreysay loo adeegsaday in lagu go'doomiyo DNA-da iyadoo jir ahaan la dhexgelinayo molecules-ka DNA-da ee dhaadheer ee fiilooyinka.Daloollada yaryar waxay u horseedaan xaddidaad jidheed oo xooggan oo ah unugyada DNA-da, taas oo si wanaagsan u saameeya soo saarista DNA-da.Sababo la xiriira cabbirrada daloolada kala duwan ee xaashida dhogorta leh, waxtarka soo-saarku ma dabooli karo baahida xoojinta DNA [45, 46].Kaarka FTA waa warqad shaandheyn ganacsi oo loo isticmaalo goobta daawaynta dambi baarista oo si weyn loogu isticmaalo meelaha kale ee ogaanshaha unugyada.Isticmaalka warqad filter cellulose ah oo lagu shubay kiimikooyin kala duwan si loo lyse xuubka unugyada muunada, DNA-da la sii daayay waxaa laga ilaaliyaa hoos u dhaca ilaa 2 sano.Dhawaanahan, warqad cellulose-ka uurka leh ayaa loo sameeyay ogaanshaha molecular ee cudur-sideyaal kala duwan, oo ay ku jiraan SARS-CoV-2, leishmaniasis, iyo duumada [47,48,49].HIV ee ku jira balaasmaha go'doonsan ayaa si toos ah u lysed, iyo viral nucleic acid waxaa lagu hodmay FTA® xuubka socodka ee lagu dhex dhisay xoogga, kaas oo u ogolaanaya wax soo saarka hufan ee nucleic acid [50] (Jaantus. 2c).Dhibaatada ugu weyn ee ogaanshaha aashitada nukliyeerka iyadoo la adeegsanayo kaararka FTA waa kiimikooyinka sida guanidine iyo isopropanol waxay joojiyaan falcelinta soo noqnoqda ee xoojinta.Si loo xalliyo dhibaatadan, waxaan soo saarnay Fusion 5 warqad shaandho ah oo chitosan ah, kaas oo isku daraya faa'iidooyinka labadaba isdhexgalka jireed ee molecules DNA iyo warqad shaandhaynta fibroska ah, iyo xayeysiinta korantada ee DNA-da xeryahooda chitosan-la hagaajiyay si loo gaaro soo saarista aashitada nucleic ee aad u hufan. ..fiilooyinka filter [51] (Jaantus. 2d).Sidoo kale, Zhu et al.[52] waxay soo bandhigtay hab PCR-ku-beddelay chitosan oo ku salaysan nidaamka xididka microfluidic ee goobta si loo go'doomiyo iyo ogaanshaha fayraska Zika RNA.Asiidhyada nukliyeerka waxaa lagu dhejin karaa/lalami karaa dhexdhexaad ah lysate/PCR, siday u kala horreeyaan, iyadoo lagu salaynayo daminta ama daminta hantida chitosan.shid iyo demin”, oo ka jawaabaya pH.
Sida kor ku xusan, xeeladahani waxay isku daraan faa'iidooyinka kala duwan ee walxaha wajiga adag waxayna kordhiyaan waxtarka soo saarista nucleic acid ee microfluidics.Codsiyada wax ku oolka ah, isticmaalka alaabtan oo ah tiro badan ayaa ah mid aan dhaqaale ahayn, iyo daaweynta saxda ah ee dusha sare ama wax ka beddelka dusha sare ee alaabta caadiga ah ee qalabkan ayaa sidoo kale ilaalin kara shaqadooda.Sidaa darteed, waxaa la rumeysan yahay in hirgelinta xeeladahaas daraasad tijaabo ah ka dib ay hoos u dhigi karto kharashka.
Tijaabada aashitada nukliyeerka ee aaladaha microfluidic waxay inta badan isticmaashaa muunado yar yar (<100 µl), sidaa darteed waxay u baahan tahay kordhinta asiidhyada nucleic-ka ah ee bartilmaameedka leh oo leh baaritaanno gaar ah oo loogu beddelayo calaamad ku habboon ogaanshaha hoose (optical, koronto, iyo magnetic) [53, 54]. Tijaabada aashitada nukliyeerka ee aaladaha microfluidic waxay inta badan isticmaashaa muunado yar yar (<100 µl), sidaa darteed waxay u baahan tahay kordhinta asiidhyada nucleic-ka ah ee bartilmaameedka leh oo leh baaritaanno gaar ah oo loogu beddelayo calaamad ku habboon ogaanshaha hoose (optical, koronto, iyo magnetic) [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]. Marka lagu tijaabiyo asiidhyada nucleic-ka ah ee aaladaha microfluidic, muunado yar yar (<100 µL) ayaa badanaa la isticmaalaa, sidaa darteed kordhinta asiidhyada nucleic-ka ah ee la beegsanayo ee leh baaritaanno gaar ah ayaa looga baahan yahay si loogu beddelo calaamad ku habboon ogaanshaha xiga (optical, koronto, iyo magnetic) [53, 54].. ]平台 平台 的 的 核酸 μL), 因此 需要 特定 探针 目标 目标, 以 转换 为 下游 下游 (光学, 电学 磁学) 的 信号 [53, 54, 54, 54, 54, 54, 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]]. Ogaanshaha asiidhyada nucleic-ka ah ee aaladaha microfluidic sida caadiga ah waxay isticmaashaa muunado yar yar (<100 μl), taas oo u baahan in la kordhiyo asiidhyada nucleic-ka ah oo leh baaritaanno gaar ah si loogu beddelo calaamadaha ogaanshaha xiga (optical, Electric, iyo magnetic) [53, 54] .Kordhinta aashitada nukliyeerka ee microfluidics waxay sidoo kale dedejin kartaa falcelinta, hagaajinta xaddidaadaha ogaanshaha, yaraynta shuruudaha muunada, iyo hagaajinta saxnaanta ogaanshaha [55, 56].Sanadihii la soo dhaafay, iyada oo la ogaanayo ogaanshaha degdega ah oo saxda ah, habab kala duwan oo kordhinta aashitada nucleic ayaa lagu dabaqay microfluidics, oo ay ku jiraan PCR iyo qaar ka mid ah falcelinta xoojinta isothermal.Qaybtani waxay soo koobaysaa hababka lagu ogaanayo aashitada nukliyeerka ee ku salaysan nidaamyada microfluidic.
PCR waa jilitaanka habka taranka DNA-da ee noolaha, taaso aragtideeda si faahfaahsan loogu sharraxay meelo kale oo aan halkan lagaga hadli doonin.PCR waxay xoojisaa qadar aad u yar oo DNA/RNA ah oo la beegsanayo heer jibbaaran, taasoo PCR ka dhigaysa qalab awood leh oo lagu ogaanayo asiidhyada nuclei-ka ee degdega ah.Tobannaankii sano ee la soo dhaafay, aalado badan oo microfluidic ah oo la qaadan karo oo ku qalabaysan nidaamyada baaskiilka kulaylka ee PCR ayaa la sameeyay si ay u daboolaan baahiyaha baarista-daryeelka [57, 58].On-chip PCR waxaa loo qaybin karaa afar nooc (caadi ah, socod joogto ah, meel bannaan, iyo PCR convective) iyadoo loo eegayo hababka heerkulka kala duwan [59].Tusaale ahaan, Gee et al.[60] waxay soo saareen hab toos ah oo rogaal celis ah PCR (RT-qPCR) madalkooda microfluidic ee loogu talagalay ogaanshaha aadka u badan ee SARS-CoV-2, hargabka A iyo fayrasyada B ee muunado suuf cunaha ah (Jaantus. 3a) .Park iyo al.[61] waxay dhistay jajab falanqaynta cudur-sidaha fudud iyadoo la isku daray filim khafiif ah PCR, electrodes, iyo module polydimethylsiloxane ku salaysan farta ku shaqeeya.Si kastaba ha ahaatee, labaduba waxay ka shaqeeyaan cilladaha caadiga ah ee PCR-ga caadiga ah.PCR waxay u baahan tahay baaskiil kulaylka, kaas oo xaddidaya yaraynta qalabka iyo wakhtiga tijaabada oo yaraada.
Kobcinta socodka joogtada ah ee ku salaysan microfluidic iyo PCR booska-wareegaya ayaa muhiim u ah wax ka qabashada arrintan.Isticmaalka kanaalka serpentine-ka dheer ama kanaalka toosan ee gaaban, socodka joogtada ah ee PCR wuxuu ku siin karaa cod-weyneyn degdeg ah iyadoo si firfircoon ugu wareegaysa reagents saddex aag oo preheat leh oo leh bam ka baxsan chip-ka.Hawlgalkani wuxuu si guul leh uga fogaanayaa marxaladda kala-guurka ee u dhexeeya heerkulka falcelinta ee kala duwan oo sidaas awgeed waxay si weyn u yareysaa wakhtiga tijaabada [62] (Jaantus. 3b).Daraasad kale oo uu sameeyay Jung et al.[63] waxay soo jeedisay falanqeeye hidde-side PCR rotary cusub kaas oo isku daraya sifooyinka PCR go'an iyo socodka PCR ultrafast iyo multiplex transcription PCR (Jaantus. 3c).Kordhinta aashitada nukliyeerka, microchip-ka PCR waxa lagu wareejin doonaa saddex baloog oo kululaynta heerkul kala duwan:
Codsiga PCR ee microfluidics.Matalaadda qaabaysan ee dirRT-qPCR ee madal microfluidic ah (laga soo xigtay [60]).b Matalaadda qaabaysan ee socodka joogtada ah ee PCR microarray oo ku salaysan kanaalka serpentine (laga soo qaatay [62]).c matalaad qaabaysan ee falanqeeyaha hidda-wadaha PCR rotary, oo ka kooban microchip, saddex baloog kuleyl ah iyo matoor jaranjaro ah (laga soo qaatay [63]).d Jaantuska heerkulbeegga PCR oo leh centrifugation iyo habayn (laga soo xigtay [64]).DirRT-qPCR, falcelinta silsiladda polymerase qoraal toos ah oo toos ah
Isticmaalka koofiyadaha iyo wareegyada ama xitaa taarikada khafiifka ah, convection PCR waxay si degdeg ah u kordhin kartaa asiidhyada nucleic-ka ah ee kulaylka dabiiciga ah ee bilaashka ah iyada oo aan loo baahnayn bam dibadda ah.Tusaale ahaan, madal microfluidic olefin polymer ah oo wareeg ah ayaa lagu sameeyay heer kuleyl wareeg ah oo la sameeyay oo adeegsata baaskiil kulaylka leh centrifugation ee microchannel loop PCR [64] (Jaantus. 3d).Xalka falcelinta waxaa dhaqaajiya isku-xidhka kulaylka, kaas oo si joogto ah u beddela heerkulka sare iyo kan hooseeya ee microchannel leh qaab-dhismeedka annular.Habka cod-weyneysiinta oo dhan waxaa lagu dhamayn karaa 10 daqiiqo iyadoo la xaddidayo 70.5 pg/channel.
Sida la filayo, PCR-ga degdega ah waa qalab awood leh oo si buuxda isugu dhafan muunad-jawaab-celin unugyo ogaanshaha iyo hababka falanqaynta multix.PCR degdega ah waxay si weyn u yaraynaysaa wakhtiga loo baahan yahay in lagu ogaado SARS-CoV-2, taas oo gacan ka geysata xakamaynta wax ku oolka ah ee masiibada COVID-19.
PCR waxay u baahan tahay wareegtada kulaylka adag ee aan ku haboonayn POCT.Dhawaanahan, farsamooyinka xoojinta isothermal ayaa lagu dabaqay microfluidics, oo ay ku jiraan laakiin aan ku xaddidnayn LAMP, recombinase polymerase amplification (RPA), iyo xoojinta ku salaysan taxanaha nucleic acid [65,66,67,68].Farsamooyinkan, asiidhyada nucleic-ka waxaa lagu xoojiyay heerkul joogto ah, fududeynta abuurista qiimo jaban, qalabyada POCT ee la qaadi karo oo aad xasaasi u ah oo loogu talagalay ogaanshaha molecular.
Qiimaynta LAMP-ku-salaysan microfluidics-ku-salaysan-sare waxay u oggolaanaysaa ogaanshaha badan ee cudurrada faafa [42, 69, 70, 71].Marka lagu daro nidaamka centrifugal microfluidic, LAMP waxay sii fududayn kartaa automation-ka ogaanshaha acid nucleic [69, 72, 73, 74, 75].Spin-and-react SlipChip waxaa loo sameeyay ogaanshaha muuqaalka ee bakteeriya badan oo isbarbar socda iyadoo la adeegsanayo LAMP [76] (Jaantus. 4a).Markaad isticmaalayso LAMP la wanaajiyey ee qiimaynta, saamiga shucaaca shucaaca-ilaa-sanqa wuxuu ahaa ku dhawaad 5-laab, xadka ogaanshahana wuxuu gaadhay 7.2 koobi/μl ee DNA-da genomic. Waxaa intaa dheer, jiritaanka shan jeermiska bakteeriyada dheef-shiidka caadiga ah, oo ay ku jiraan Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis iyo Vibrio parahaemolyticus, ayaa la arkay iyadoo lagu saleynayo habka <60 min. Waxaa intaa dheer, jiritaanka shan jeermiska bakteeriyada dheef-shiidka caadiga ah, oo ay ku jiraan Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis iyo Vibrio parahaemolyticus, ayaa la arkay iyadoo lagu saleynayo habka <60 min.Waxaa intaa dheer, joogitaanka shan jeermiska bakteeriyada caadiga ah ee habka dheef-shiidka, oo ay ku jiraan Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis iyo Vibrio parahaemolyticus, ayaa la arkay iyadoo la isticmaalayo habkan in ka yar 60 daqiiqo.此外, 分钟 该 方法 在 五 五 五 种 种 常见常见 的 存在, 包括 蜡状 芽孢杆菌 芽孢杆菌, 大 肠杆菌, 肠 沙门 沙门 氏 菌, 河流 弧菌 和 副溶血性 弧菌.此外, 分钟 该 方法 在 在 种 种 常见 常见 消化道 细菌病 的 存在, 包括包括, 包括 芽孢杆菌, 大 肠杆菌, 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Intaa waxaa dheer, joogitaanka shan jeermiska bakteeriyada caadiga ah ee caloosha, oo ay ku jiraan Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius, iyo Vibrio parahaemolyticus, ayaa la arkay iyadoo la isticmaalayo habkan in ka yar 60 daqiiqo.
Faa'iidooyinka LAMP ee microfluidics waxaa ka mid ah, iyo kuwa kale, jawaab degdeg ah iyo ogaanshaha yar.Si kastaba ha ahaatee, heerkulka falcelinta (qiyaastii 70°C), hawada sare ayaa si lama filaan ah u abuurma inta lagu jiro LAMP, taasoo keentay heer sare oo togan.Gaar ahaan assay, naqshadaynta asaasiga ah, iyo xakamaynta heerkulka sidoo kale waxay u baahan yihiin in lagu hagaajiyo LAMP.Intaa waxaa dheer, naqshadaha chips ee hirgeliya ogaanshiyaha bartilmaameedyada badan ee hal chip waa qiimo weyn waana in la horumariyaa.Intaa waxaa dheer, LAMP waxay ku habboon tahay ogaanshaha ujeedo badan oo isku dhafan hal jajab, taas oo ah muhiimad weyn, laakiin weli waxaa jira meelo badan oo horumarineed.
Heerka sare ee beenta ah ee beenta ah ee LAMP ayaa qayb ahaan lagu dhimi karaa RPA, maaddaama heerkulka falcelinta yar (~ 37 ° C) ay keento dhibaatooyin uumi-bax ah oo yar [77].Nidaamka RPA, laba asal oo iska soo horjeeda ayaa bilaabaya isku-darka DNA-da iyaga oo ku xidhan dib-u-habayn iyo kordhinta waxa lagu dhamayn karaa 10 daqiiqo gudahood [78,79,80,81].Sidaa darteed, habka RPA oo dhan aad ayuu uga dheereeyaa PCR ama LAMP.Sanadihii la soo dhaafay, tignoolajiyada microfluidic ayaa la muujiyay si loo sii wanaajiyo xawaaraha iyo saxnaanta RPA [82,83,84].Tusaale ahaan, Liu et al.[85] waxay soo saartay mikrofluidic isku dhafan qulqulka dambe ee polymerase recombinase amplification assay si loo ogaado degdega iyo xasaasiga ah ee SARS-CoV-2 iyadoo la isku darayo qoraalka RPA (RT-RPA) iyo nidaamka ogaanshaha qulqulka qulqulka caalamiga ah ee caalamiga ah.galay hal nidaam microfluidic.Sawirka 4b).Xadka ogaanshaha waa 1 koobi/µl ama 30 koobi/muunad, ogaanshaha waxa lagu dhamayn karaa ilaa 30 daqiiqo gudahood.Kong iyo al.waxay sameeyeen qalab microfluidic ah oo xidhan kara.[86] waxay isticmaaleen heerkulka jidhka iyo nidaamka ogaanshaha fluorescence ee taleefanka gacanta si si degdeg ah oo toos ah loo ogaado HIV-1 DNA iyadoo la adeegsanayo RPA (Jaantus 4c).Qiimaynta RPA ee la xidhan karo waxay ogaataa 100 koobi/mL ee taxanaha bartilmaameedka 24 daqiiqo gudahood, taasoo muujinaysa karti weyn oo loogu talagalay ogaanshaha degdega ah ee dhallaanka qaba HIV-1 ee goobaha khayraadka xaddidan.
Kordhinta Isothermal ee tijaabada-daryeelka (POCT).Horumarinta iyo soo saarista lafdhabarta iyo falcelinta SlipChip.Alxanka balasmaha ka dib, chips-yada sare iyo kuwa hoose ayaa la isugu keenay gunti nuts si ay u sameeyaan jajabkii ugu dambeeyay (laga soo qaatay [76]).b Nidaamka MI-IF-RPA ee ogaanshaha COVID-19 (laga soo xigtay [85]).c Qaabka tijaabada RPA-ga la xidhan karo ee si degdeg ah loogu ogaado HIV-1 DNA (laga soo xigtay [86]).SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM carboxyfluorescein, fayraska difaaca jirka ee HIV, RPA recombinase polymerase amplification, LED iftiin iftiimiya diode, MI-IF-RPA Microfluidics Integlow. Kordhinta
Microfluidic-based RPA ayaa si degdeg ah u koraysa, si kastaba ha ahaatee, kharashka samaynta jajabka iyo isticmaalka falcelinta ayaa aad u sarreeya waana in la dhimaa si loo kordhiyo helitaanka tignoolajiyadan.Intaa waxaa dheer, dareenka sare ee RPA wuxuu saameyn karaa kordhinta alaabta aan gaarka ahayn, gaar ahaan marka ay jirto wasakh.Xaddidaadahan ayaa laga yaabaa inay saameeyaan codsiga RPA ee nidaamyada microfluidic iyo mudnaanta sii wanaajinta.Aasaasayaal si wanaagsan loo qaabeeyey iyo baarayaal bartilmaameedyo kala duwan ayaa sidoo kale loo baahan yahay si loo hagaajiyo suurtagalnimada xeeladaha microfluidic ee ku salaysan RPA ee POCT.
Cas13 iyo Cas12a waxay awood u leeyihiin inay si aan kala sooc lahayn u jeexjeexaan asiidhyada nucleic-ka ah sidaas darteed waxaa loo horumarin karaa ogaanshaha iyo qalabka lagu ogaanayo.Cas13 iyo Cas12a waxa la hawlgeliyay marka lagu xidho bartilmaameedka DNA ama RNA, siday u kala horreeyaan.Marka la hawlgeliyo, borotiinku waxa uu bilaabaa in uu kala jeexo asiidhyada nuclei-ka kale ee u dhow, ka dib haga RNA-yada bartilmaameedsanaya asiidhyada nucleic-ka ee pathogen-ka waxa ay jebin karaan shaybaarrada fluorescent-ka ah oo ay sii daayaan fluorescence.Iyada oo ku saleysan aragtidan, Kellner et al.[87] waxay soo saartay hab ku salaysan Cas13 [Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter UnlockING (SHERLOCK)], iyo Broughton et al.[88] waxay soo saartay hab kale oo ku salaysan Cas12a [CRISPR Trans Reporter oo beegsanaya DNA endonuclease (DTECR)].
Sanadihii la soo dhaafay, habab kala duwan oo lagu ogaanayo asiidhyada nucleic-ka ee ku salaysan CRISPR ayaa soo muuqday [89, 90].Hababka CRISPR-ku-saleysan ee caadiga ah ayaa inta badan waqti qaata oo xoog leh sababtoo ah habab badan oo ay ka mid yihiin soo saarista aashitada nucleic-ka, kordhinta iyo ogaanshaha CRISPR.Soo-bandhigidda dareerayaasha hawada waxay kordhin kartaa fursadda natiijooyin been abuur ah.Marka la eego kuwa kore, nidaamyada ku saleysan CRISPR ayaa aad ugu baahan hagaajin.
Madal microfluidic oo sambabada ay maamusho oo fulin karta 24 falanqayn oo is barbar socda ayaa loo sameeyay codsiyada CRISPR-Cas12a iyo CRISPR-Cas13a [91].Nidaamku waxa uu ku qalabaysan yahay qalab lagu ogaanayo fluorescence kaas oo ka gudba kordhinta aashitada nucleic oo si toos ah u ogaanaya DNA-da femtomolar iyo RNA-ga.Chen iyo al.[92] dib-u-qaadis isku-dhafan oo isku-dhafan oo leh nidaamka CRISPR-Cas12a ee microfluidics-ka centrifugal (Jaantus. 5a).Shaqadani waxay ka gudubtaa dhibka isku dhafka labadan habraac sababtoo ah Cas12a waxay dheefshiido kartaa DNA-da farriinta waxayna joojin kartaa habka kor u qaadista.Intaa waxaa dheer, Chen et al.[92] waxa kale oo hore loogu kaydiyay reagen-yaasha falcelinta ee kontoroolka microfluidic centrifugal si si toos ah loo dhamaystiro hawsha oo dhan.Shaqo kale, Silva et al.[93] waxa ay soo saartay hab ogaanshaha iyada oo aan la kordhin CRISPR/Cas12a iyo talefan casriga ah si loo ogaado SARS-CoV-2 (Jaantus. 5b).Qiimayntan, oo loo yaqaan nidaamka cod-weyneysiinta-free-ku-salaysan taleefoonka gacanta, waxa ka mid ah CRISPR/Cas-ku-tiirsanaanta enzyme kaas oo ku salaysan muuqaalka casriga ah ee calaamadaha xumbo-catalase-abuuray ee kanaalada microfluidic.Ogaanshaha xasaasiga ah ee wax ka yar 50 koobi/µl ee nucleic acid iyada oo aan la sii kordhin, habka oo dhan laga bilaabo muunada muunad ilaa akhrinta calaamaduhu waxay qaadataa 71 daqiiqo oo keliya.
Hababka lagu ogaado aashitada nukliyeerka ee ku salaysan CRISPR.Centrifugal POCT ee ogaanshaha unugyada isku dhafan ee ku salaysan CRISPR (laga soo xigtay [92]).b Horumarinta tijaabada CASCADE ee falanqaynta ku salaysan casriga ah ee SARS-CoV-2 (laga soo qaatay [93]).RAA recombinase amplification, PAM ku xiga protospacer motif, CRISPR clustered palindromic gaaban oo soo noqnoqda waqtiyo joogto ah, nidaamka CASCADE iyada oo aan la kordhin taleefoonka gacanta ee CRISPR/CAS-ku-tiirsanaanta enzymes, 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride EDC
Sida talaabadii ugu dambaysay ee ogaanshaha aashitada nukliyeerka, ogaanshaha calaamaduhu waxay si toos ah uga tarjumaysaa natiijooyinka ogaanshaha waana arrin muhiim u ah horumarinta POCT hufan, xasaasi ah, iyo sax ah.Calaamadaha waxaa lagu akhriyi karaa habab kala duwan sida fluorescent, electrochemical, colorimetric and magnetic strategy.Qaybtan, waxaan ku qeexaynaa sababaha hab kasta oo aan isbarbar dhigno ogaanshaha molecular ee cudurada faafa ee microfluidics.
Xeeladaha ku salaysan fluorescence ayaa si weyn loogu isticmaalaa ogaanshaha POCT ee cudurrada faafa sababtoo ah faa'iidooyinkooda cajiibka ah ee dareenka aadka u fiican, qiime jaban, sahlanaanta hawlgalka, iyo falanqaynta daryeelka-daryeelka [94, 95].Xeeladahani waxay isticmaalaan fluorophores calaamadeysan sida midabada fluorescent iyo nanomaterials si ay u abuuraan calaamad la ogaan karo (kor u qaadida fluorescence ama deminta).Natiijooyinkani waxay soo jeedinayaan in xeeladaha ku salaysan fluorescence loo qaybin karo calaamadaynta tooska ah ee fluorescent, signal-on, iyo signal-off fluorescent ogaanshaha [96].Ogaanshaha calaamadda tooska ah ee fluorescent waxay isticmaashaa calaamado gaar ah si ay u calaamadiso ligands gaar ah oo soo saara xaddi gaar ah oo fluorescence ah marka si xushmad leh loogu xidho bartilmaameedka.Si loo ogaado iftiinka iftiinka ku salaysan calaamadda, tayada calaamadda fluorescent waxay si togan ula xiriirtaa baaxadda xiisaha.Xoojinta fluorescence waa mid aan yarayn marka uu maqan yahay bartilmaameed waxaana la ogaan karaa marka qadar ku filan oo bartilmaameed ah uu jiro.Taa beddelkeeda, xoogga fluorescence ee lagu ogaado iftiinka "signal-off" fluorescence wuxuu u dhigmaa qaddarka bartilmaameedka, marka hore wuxuu gaaraa qiimaha ugu sarreeya wuxuuna si tartiib tartiib ah hoos ugu dhacayaa marka bartilmaameedku sii weynaado.Tusaale ahaan, iyadoo la adeegsanayo habka CRISPR-Cas13a-ku-tiirsanaanta-ku-tiirsanaanta, Tian et al.[97] waxa ay soo saartay xeelad cusub oo lagu aqoonsanayo RNA-yada kuwaas oo si toos ah uga gudbaya qoraalka (Jaantus. 6a).Marka lagu xidho RNA-yada la beegsanayo ee dhammaystirka ah, isku-dhafka CRISPR-Cas13-RNA waa la hawlgelin karaa, taasoo kicinaysa kala-goynta transcollateral RNA-yada weriyeyaasha aan gaarka ahayn.Weriyaha sida fluorescent-ka sumaddiisu tahay [fluorophore (F)] waxaa demiya quencher (Q) oo aan fiicneyn iyo fluoresces marka ay kala gooyaan kakanaanta firfircoon.
Faa'iidada ogaanshaha korantada kiimikada waa xawaaraha ogaanshaha sare, wax soo saarka fudud, kharash yar, fududahay in la qaado iyo kantarool toos ah.Waa hab falanqeyn xoog leh oo loogu talagalay codsiyada POCT.Iyada oo ku saleysan graphene-saamaynta transistors Gao et al.[98] waxay soo saartey nanobiosensor si loo ogaado multiplex ee cudurka Lyme antigens ka bakteeriyada Borrelia burgdorferi oo leh xadka ogaanshaha 2 pg / mL (Jaantus. 6b).
Qiimaynta midabaynta ayaa loo adeegsaday codsiyada POCT, ka faa'iidaysiga faa'iidooyinka la qaadi karo, qiime jaban, sahlanaanta diyaarinta, iyo akhriska muuqaalka.Ogaanshaha Colorimetric waxay isticmaali kartaa oksaydhka peroxidase ama peroxidase-sida nanomaterials, isku-darka nanomaterials, iyo ku darida midabada tilmaame si loogu beddelo macluumaadka ku saabsan joogitaanka asiidhyada nucleic-ka ah ee la beegsanayo isbeddellada midabka muuqda [99, 100, 101].Waxaa xusid mudan, nanoparticles dahab ah ayaa si weyn loogu isticmaalaa horumarinta xeeladaha midabaynta, iyo sababtoo ah awooddooda si ay u keenaan isbeddello midab leh oo degdeg ah oo muhiim ah, waxaa jira xiiso sii kordheysa ee horumarinta POCT midabada midabaynta ee goobta ogaanshaha cudurrada faafa [102].Qalabka centrifugal microfluidic ee isku dhafan [103], cudur-sidaha cunnada ee ku jira shaybaarada caanaha wasakhaysan ayaa si toos ah loogu ogaan karaa heerka unugyada bakteeriyada 10, natiijadana waxaa loo akhriyi karaa muuqaal 65 daqiiqo gudahood (Jaantus. 6c).
Farsamooyinka dareenka birlabku waxay si sax ah u ogaan karaan falanqeeyayaasha iyagoo isticmaalaya qalabka birlabeedka, waxaana jiray xiiso weyn oo loo qabo codsiyada POCT tobannaankii sano ee la soo dhaafay.Farsamooyinka dareenka birlabku waxay leeyihiin faa'iidooyin gaar ah sida qalabka birlabeedka oo jaban halkii ay ka ahaan lahaayeen qaybaha indhaha ee qaaliga ah.Si kastaba ha noqotee, isticmaalka goobta birlabku waxay hagaajinaysaa waxtarka ogaanshaha waxayna yaraynaysaa wakhtiga muunada diyaarinta [104].Intaa waxaa dheer, natiijooyinka baaritaanka magnetic waxay muujinayaan gaar ahaan heer sare ah, dareenka, iyo saamiga sare ee signal-ilaa-qeylada sababtoo ah calaamadda asalka ah ee magnetic ee muunadaha noolaha [105].Sharma iyo al.isku dhafka tunnel birlabeedka biosensor-ku-saleysan oo la geliyay goob microchip la qaadan karo.[106] ee ogaanshaha multiplex ee cudur-sidaha (Jaantus. 6d).Biosensors waxay si xasaasi ah u ogaadaan asiidhyada nucleic-ka ee subnanomolar ee ka go'doonsan cudurada.
Habka ogaanshaha calaamadaha caadiga ah.Fikradda ogaanshaha hyperlocalized ee Cas13a (laga soo xigtay [97]).b Graphene nanobiosensor FET oo ay weheliso Lyme GroES scFv (laga soo xigtay [98]).Calaamadaha Colorimetric ee ogaanshaha isku-dhufashada ee cudur-sidaha cuntada ka dhasha ee ku jira chip microfluidic centrifugal: No. 1 iyo No. 3 muunado leh cudur-sidaha bartilmaameedka ah, iyo No. 2, No. 4 iyo No. 5 muunado aan lahayn cudur-sidaha bartilmaameedka ah (laga soo qaatay [103]) .d Biosensor oo ku salaysan isgoysyada tunnel-ka magnetic, oo ay ku jiraan madal, cod-weyneeye xannibaad ku dhex jira, unug kantarool, iyo sahay koronto oo loogu talagalay soo saarista calaamadaha/helitaanka (laga soo qaatay [106]).GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA polymethyl methacrylate
Inkasta oo sifooyinka wanaagsan ee hababka ogaanshaha ee kor ku xusan, waxay weli leeyihiin faa'iido darrooyin.Hababkan waa la is barbardhigay (miiska 1), oo ay ku jiraan codsiyada qaarkood oo leh tafaasiil ( faa'iido iyo khasaare).
Iyadoo horumarinta microfluidics, nidaamyada microelectromechanical microelectromechanical, nanotechnology iyo sayniska qalabka, isticmaalka chips microfluidic ee lagu ogaanayo cudurrada faafa ayaa si joogto ah u socda [55,96,107,108].Qalabaynta saxda ah ee qalabka yar yar iyo dareerayaasha ayaa gacan ka geysta saxnaanta ogaanshaha iyo waxtarka-qiimaynta.Sidaa darteed, horumarinta dheeraadka ah, dadaal ayaa la sameeyay si loo hagaajiyo loona cusboonaysiiyo chips-yada, taasoo keentay jajabyo kala duwan oo microfluidic ah oo leh qaabab iyo shaqooyin kala duwan.Halkan waxaan si kooban ugu soo bandhigaynaa dhowr nooc oo caan ah oo ka mid ah aaladaha microfluidic waxaanan is barbar dhigeynaa sifooyinkooda (faa'iidooyinka iyo khasaarooyinka).Intaa waxaa dheer, inta badan tusaalooyinka hoos ku taxan ayaa diiradda saaraya ugu horreyn la dagaallanka SARS-CoV-2.
LOCC-yadu waa hababka falanqaynta adag ee la yareeyay ee ugu caansan hawlahooduna aad ayaa loo yareeyey, isku dhafan, iswada toosan oo barbar socda muunada muunad iyo diyaarinta, xakamaynta socodka iyo ogaanshaha dareeraha [109, 110].Dareeraha waxaa lagu maamulaa iyada oo loo marayo joomatari si taxadar leh loo qaabeeyey iyo is dhexgalka saameyno badan oo jireed sida gradients cadaadiska, ficilka capillary, electrodynamics, fields magnetic iyo mowjadaha codka [111].LOCC waxay tusinaysaa faa'iidooyin aad u wanaagsan xagga baadhista sare-u-qaadista iyo ogaanshaha badan, oo leh xawaare falanqeyn degdeg ah, cabbir yar oo muunad ah, isticmaalka awoodda hoose, iyo maaraynta sare iyo hufnaanta hawlgalka;si kastaba ha ahaatee, aaladaha LOCC waa kuwo aad u jilicsan, iyo wax soo saar, baakad, iyo is dhexgal.Si kastaba ha noqotee, isku-dhufashada iyo dib-u-isticmaalka waxay la kulmaan dhibaatooyin aad u weyn [96].Marka la barbar dhigo aaladaha kale, LOCC waxay leedahay faa'iidooyin gaar ah marka loo eego kala duwanaanshaha dalabka ugu badan iyo waafaqsanaanta tignoolajiyada ugu fiican, laakiin faa'iidooyinkeeda ayaa sidoo kale muuqda, kuwaas oo ah kakanaanta sare iyo dib u soo celinta liidata.Ku-tiirsanaanta bambooyin dibadda ah, kuwaas oo inta badan waa weyn oo qaali ah, ayaa sii xaddidaya isticmaalkooda POCT.
Intii uu dillaacay COVID-19, LOCC waxay heshay dareen badan.Isla mar ahaantaana, waxaa jira dhowr chips oo cusub oo isku dara dhowr tignoolajiyada.Tusaale ahaan, talefannada casriga ah ayaa hadda si weyn loogu isticmaalaa sidii aaladaha falanqaynta ee la qaadi karo waxayna leeyihiin awood weyn oo isdhexgalka LOCC.Sun iyo al.[21] wuxuu sameeyay chip microfluidic kaas oo u oggolaanaya isku dhufashada taxane gaar ah oo nucleic acid ah oo ah shan cudur-sidaha, oo ay ku jiraan SARS-CoV-2, iyadoo la adeegsanayo LAMP oo lagu falanqeeyay iyada oo la adeegsanayo taleefanka casriga ah 1 saac gudahood ka dib dhamaadka falcelinta.Tusaale kale, Sundah et al.[112] waxa uu abuuray furaha molecular [catalytic amplification by molecular transition state switch (CATCH)] si loo ogaado si toos ah oo xasaasi ah bartilmaameedyada SARS-CoV-2 RNA iyadoo la isticmaalayo casriga ah. CATCH waxay la jaanqaadi kartaa LOCC la qaadi karo oo waxay xaqiijisaa waxqabad heersare ah (qiyaastii 8 koobiyo RNA / μl; <1 h heerkulka qolka) [112]. CATCH waxay la jaanqaadi kartaa LOCC la qaadi karo oo waxay xaqiijisaa waxqabad heersare ah (qiyaastii 8 koobiyo RNA / μl; <1 h heerkulka qolka) [112]. CATCH совместим с портативным LOCC iyo обеспечивает превосходную CATCH waxay la jaan qaadaysaa LOCC la qaadi karo waxayna bixisaa soo saarid heer sare ah (qiyaastii 8 nuqul RNA/µl; <1 h heerkulka qolka) [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）[12] 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）[12] CATCH совместим с портативными LOCC и обладает превосходной. CATCH waxay la jaanqaadi kartaa LOCC-yada la qaadi karo waxayna leedahay waxqabad aad u wanaagsan (qiyaastii 8 koobi RNA/µl; <1 saac heerkulka qolka) [112].Intaa waxaa dheer, aaladaha LOCC ee loogu talagalay ogaanshaha molecular sidoo kale waxay isticmaalaan xoogaa wadis ah sida vacuum, stretch, iyo fields koronto.Kang iyo al.[113] waxay soo bandhigtay nanoplasma-on-a-chip PCR-waqtiga dhabta ah, aadka u dhaqsaha badan ee loogu talagalay ogaanshaha degdega ah iyo tirada ee COVID-19 ee gudaha garoonka iyadoo la adeegsanayo vacuum plasmonic dareeraha PCR chip.Li iyo al.[114] ka dib waxay soo saartay jajab microfluidic ah oo fidsan oo awood u siinaya ogaanshaha COVID-19.Madalku waxay isticmaashaa nidaamka cod-weyneysiinta RT-LAMP si loo go'aamiyo in muunadku tayo ahaan togan yahay ama taban yahay.Ka dib, Ramachandran et al.[115] waxay ku guulaysteen jaangooyooyin koronto oo ku habboon iyadoo la adeegsanayo isotachophoresis (ITP), farsamo diiradda saaraya ion xulashada oo lagu hirgeliyay microfluidics.ITP, bartilmaameedka RNA ee laga soo qaaday muunado suuf nasopharyngeal ceeriin ah ayaa si toos ah loo nadiifin karaa.Kadib Ramachandran et al.[115] Isku darka nadiifinta ITP-ga iyo ITP-ga la xoojiyay LAMP iyo tijaabooyin CRISPR ayaa lagu ogaaday SARS-CoV-2 suufka sanka ee bini'aadamka iyo muunadaha kiliinikada ee ku saabsan 35 daqiiqo.Intaa waxaa dheer, fikrado cusub ayaa si joogto ah u soo baxaya.Jadhav iyo al.[116] waxa ay soo jeedisay nidaam ogaanshaha oo ku salaysan korka Raman spectroscopy oo ay weheliso qalab microfluidic ah oo ka kooban dahab toosan/dahaarka ah ee kaarboon nanotubes ama koronto la tuuri karo micro/nanotubes.Mikrochannel-ka filter-ku-gud ee ku dhex-jira xuub-xuubka waa la tuuri karaaQalabku waxa uu ka qaadaa fayrasyada ka yimaada dareeraha jidhka ee kala duwan sida candhuufta, nasopharynx iyo ilmada.Markaa, titer-ka fayrasku wuu badan yahay oo fayraska si sax ah ayaa loo aqoonsan karaa saxeexa Raman.
LOAD waa madal microfluidic centrifugal ah kaas oo dhammaan geeddi-socodyada lagu xakameeyo hab-maamuuska soo noqnoqda kaasoo wareegta substrate qaab-dhismeed yar [110].Aaladda LOAD waxa lagu gartaa isticmaalka xoogga centrifugal sida xoog wadista muhiimka ah.Dareeraha ayaa sidoo kale hoos yimaada xididada, Euler iyo ciidamada Coriolis.Isticmaalka aaladda centrifuge, falanqaynta waxaa lagu sameeyaa hawlgal dareere joogto ah laga bilaabo shucaaca gudaha ilaa booska bannaanka, taas oo meesha ka saaraysa baahida tuubo dheeraad ah oo dibadda ah, bambooyin, qalabeeyayaal, iyo valves firfircoon.Marka la soo koobo, habka kaliya ee kantaroolku wuxuu fududeeyaa hawlgalka.Xoogagga ku shaqeynaya dareeraha isla kanaalka microfluidic ee isla masaafada u jirta xarunta culeyska waa siman yihiin, taas oo suurtogal ka dhigaysa in lagu celiyo qaab dhismeedka kanaalka.Haddaba, qalabka LOAD waa ka sahlan yahay kana dhaqaale badan yahay naqshadeynta iyo soo saarista marka loo eego qalabka caadiga ah ee LOCC, halka fal-celintu ay si weyn u madax-bannaan tahay oo barbar-socdo;si kastaba ha ahaatee, sababtoo ah xoogga farsamada sare ee qalabka centrifugal, qalabka la heli karo waa xaddidan yahay oo mugga yaryar ayaa adag.baabuurka.Isla mar ahaantaana, inta badan aaladaha LOAD waxaa loogu talagalay isticmaalka kaliya, taas oo qaali u ah ogaanshaha baaxadda weyn [96, 117, 118, 119].
Tobannaankii sano ee la soo dhaafay, LOAD, oo loo tixgeliyey mid ka mid ah aaladaha microfluidic ee ugu rajo-gelinta badan, ayaa dareen weyn ka helay cilmi-baarayaasha iyo soosaarayaasha.Markaa, LOAD waxa uu helay aqbalaad ballaadhan waxaana loo isticmaalay ogaanshaha molecular ee cudur-sidaha faafa [120, 121, 122, 123, 124], gaar ahaan intii lagu jiray dillaaca COVID-19.Tusaale ahaan, dhamaadka 2020, Ji et al.[60] waxay soo bandhigtay qiimayn toos ah oo RT-qPCR ah oo si degdeg ah oo otomaatig ah loogu ogaanayo isbarbardhigga SARS-CoV-2 iyo hargabka A iyo B ee muunado suuf cunaha ah.Kadib Xiong et al.[74] waxay soo bandhigtay LAMP-isku-dhafan discoid microfluidic madal si degdeg ah, sax ah, iyo isku mar loo ogaado toddoba coronaviruse neef-mareenka aadanaha, oo ay ku jiraan SARS-CoV-2, gudahood 40 daqiiqo.Horraantii 2021, de Oliveira et al.[73] waxa uu soo bandhigay gaaska centrifugal microfluidic polystyrene toner, oo gacanta lagu sameeyay rotator caarada faraha ah, ee ogaanshaha molecular RT-LAMP ee COVID-19.Ka dib, Dignan et al.[39] waxay soo bandhigtay qalab yar oo centrifuge la qaadan karo oo otomaatig ah oo loogu talagalay nadiifinta SARS-CoV-2 RNA si toos ah qaybaha swab.Medved iyo al.[53] waxa ay soo jeedisay nidaamka muunada aerosol ee SARS-CoV-2 ee khadka dhexda ah oo leh mug yar oo wareegaya chip fluorescent microfluidic leh oo xaddidan 10 koobi/μL iyo ugu yaraan wareegga wareegga 15 daqiiqo.Suarez iyo al.[75] dhawaan ayaa la sheegay in la sameeyay isku-dhafan isku-dhafan oo isku-dhafan oo isku-dhafan centrifugal microfluidic oo loogu talagalay ogaanshaha tooska ah ee SARS-CoV-2 RNA ee muunado suuf nasopharyngeal kulayl-ka-shaqeeyey iyadoo la adeegsanayo LAMP.Tusaalooyinkani waxay muujinayaan faa'iidooyinka waaweyn iyo ballanqaadka LOAD ee ogaanshaha molecular ee COVID-19.
1945kii Muller iyo Clegg [125] ayaa markii ugu horaysay soo bandhigay kanaalada microfluidic warqad iyagoo isticmaalaya warqad shaandhaysa iyo paraffin.Sannadkii 2007, kooxda Whitesides [126] waxay abuurtay waraaqdii ugu horreysay ee shaqeynta borotiinka iyo baaritaanka gulukooska.Warqaddu waxay noqotay substrate ku habboon microfluidics.Waraaqdu waxay leedahay sifooyin dabiici ah sida biyo-dhismeed iyo qaab-dhismeed dalool ah, biocompatibility aad u fiican, miisaan fudud, dabacsanaan, laablaabansho, qiimo jaban, sahlan isticmaalka iyo ku habboonaanta.µPAD-yada qadiimiga ah waxay ka kooban yihiin qaab-dhismeedyada biyo-xidheenka/hydrophobic ee lagu dhisay sagxadaha waraaqaha.Iyada oo ku xidhan qaabka saddex-geesoodka ah, μPADs waxa loo qaybin karaa laba-cabbir (2D) iyo saddex-cabbir (3D) μPADs.2D µPADs waxaa lagu soo saaraa samaynta xudduudaha hydrophobic si ay u sameeyaan kanaalka microfluidic, halka 3D µPADs inta badan laga sameeyay lakabyo waraaqo microfluidic 2D ah, mararka qaarkood waraaqo laalaabi, farsamooyinka silbashooyinka, kanaalo furan, iyo daabacaadda 3D [96].Dheecaannada aqueous ama bayooloji ee μPAD waxaa ugu horrayn gacanta ku haya xoogga xididka iyada oo aan lahayn il koronto oo dibadeed ah, fududaynta kaydinta hore ee reagents, muunad maaraynta, iyo ogaanshaha multiplex.Si kastaba ha ahaatee, xakamaynta qulqulka saxda ah iyo ogaanshaha multiplex ayaa caqabad ku ah xawaaraha ogaanshaha, dareenka, iyo dib u isticmaalida [96, 127, 128, 129, 130].
Sida madal microfluidic ah oo aan caadi ahayn, μPAD si weyn ayaa loo dalacsiiyay loona horumariyay ogaanshaha molecular ee cudurada faafa sida HCV, HIV, iyo SARS-CoV-2 [131, 132].Xulashada iyo ogaanshaha xasaasiga ah ee HCV, Tengam et al.[133] waxay soo saartay biosensor novel oo ku salaysan warqad fluorescent iyadoo la adeegsanayo baaritaan nucleic acid ah oo aad u gaar ah oo ku salaysan pyrrolidinyl peptide.Asiidhyada nukliyeerka ayaa si wadajir ah ugu guuri kara warqad cellulose qayb ahaan oksaydhaysan iyadoo la yareynayo alkylation ka dhexeeya kooxaha amino iyo kooxaha aldehyde, ogaanshahana wuxuu ku salaysan yahay fluorescence.Calaamadahaan waxaa akhrin kara qalab si gaar ah loo sameeyay oo leh kamarad fluorescent la qaadan karo oo ay ku jirto kamarada taleefanka gacanta.Ka dib, Lu et al.[134] waxa loo qaabeeyey warqad ku salaysan elektrode dabacsan oo ku salaysan nikkel/dahab nanoparticles/carbon nanotubes/polyvinyl alkohol organometallic qaab-dhismeedka hab-dhismeedka HIV ee lagu ogaanayo hiv-ga hybridization DNA isticmaalaya methylene buluug sida tilmaame DNA redox.Dhawaan, Chowdury et al.[135] waxay soo bandhigtay naqshad male-awaal ah oo loogu talagalay baarista-daryeelka µPAD iyadoo la adeegsanayo candhuufta bukaanka cayriin oo ay weheliso LAMP iyo tignoolajiyada sawirka la qaadan karo ee ogaanshaha falanqaynta COVID-19.
Tijaabooyinka socodka dambe waxay hagayaan dareeraha xoogagga xididada waxayna xakameeyaan dhaqdhaqaaqa dareeraha iyadoo la raacayo qoynta iyo sifooyinka substrate-ka daloola ama qaab-yar yar.Aaladaha socodka dambe waxa ay ka kooban yihiin muunad, conjugate, incubator iyo ogaanshaha, iyo suufka nuugaya.Unugyada nucleic acid-ka ee ku jira LFA waxay aqoonsadaan xirayaal gaar ah oo horay loogu keydiyay goobta xiritaanka waxayna ku xiraan sidii dhismo ahaan.Marka dareeruhu uu dhex maro taarikada iyo taargooyinka lagu ogaanayo, dhismooyinka waxaa qabta unugyo-qabsasho oo ku yaalla baaritaanka iyo xadhkaha xakamaynta, taas oo muujinaysa natiijooyin si toos ah loogu akhrin karo isha qaawan.Caadi ahaan, LFA waxaa lagu dhamayn karaa 2-15 daqiiqo, taas oo ka dhakhso badan helitaan dhaqameed.Habka gaarka ah awgeed, LFA waxay u baahan tahay hawlo yar oo uma baahna qalab dheeraad ah, taas oo ka dhigaysa mid saaxiibtinimo leh.Way fududahay in la soo saaro oo la yareeyo, iyo kharashka warqadaha ku salaysan warqadda ayaa hooseeya.Si kastaba ha ahaatee, waxa kaliya oo loo isticmaalaa falanqaynta tayada, iyo ogaanshaha tirada waa mid aad u adag, iyo awoodda isku dhufashada iyo wax soo saarka ayaa aad u xaddidan, oo kaliya hal nucleic acid ku filan ayaa la ogaan karaa markiiba [96,110,127].
Inkasta oo codsiyada LFA intooda badani ay diiradda saaraan immunoassays, isticmaalka LFA ee ogaanshaha molecular ee chips microfluidic sidoo kale waa mid waxtar leh oo caan ah [136].Marka laga hadlayo fayraska cagaarshow B, HIV iyo SARS-CoV-2 LFA Gong et al.[137] waxay soo jeedisay madal nanoparticle LFA ah oo kor u kac ah waxayna muujisay kala duwanaanshaha goobtan yar ee la qaadi karo iyada oo loo marayo ogaanshaha xasaasiga ah iyo tirada ee bartilmaameedyada badan sida HBV nucleic acid.Intaa waxaa dheer, Fu et al.[138] waxay muujisay sheeko cusub LFA oo ku salaysan kor u kaca Raman spectroscopy ee falanqaynta tirada ee HIV-1 DNA ee heerar hoose.Si loo ogaado degdegga iyo xasaasiga ah ee SARS-CoV-2, Liu et al.[85] waxay horumarisay falanqaynta qulqulka dambe ee RPA-da microfluidic-ku-dhafan iyadoo la isku darayo RT-RPA iyo nidaamka ogaanshaha qulqulka lateral ee caalamiga ah ee hal nidaam microfluidic.
Codsiga aaladaha kala duwan ee microfluidic way kala duwan yihiin iyadoo ku xiran daraasado gaar ah, iyagoo si buuxda uga faa'iideysanaya awoodaha iyo faa'iidooyinka goobaha.Iyada oo la awoodi karo bambooyin, bambooyin iyo dhuumo, LOCC waa goobta ugu dhammaystiran ee kala duwanaanshaha codsiga iyo wada shaqaynta qolka ugu weyn ee horumarinta.Sidaa darteed, waxaan rajeyneynaa oo aan ku talineynaa in daraasadaha cusub lagu sameeyo LOCC isku daygii ugu horreeyay iyo in shuruudaha la hagaajiyo.Intaa waxaa dheer, habab hufan oo sax ah ayaa la filayaa in la ogaado oo loo isticmaalo nidaamka.LOAD aad ayuu ugu sarreeyaa xakamaynta saxda ah ee dareeraha ee aaladaha LOCC ee jira wuxuuna muujiyaa faa'iidooyinka gaarka ah ee hal-wadaha hal-abuurka ah ee xoogga centrifugal ah iyada oo aan loo baahnayn darawallada dibadda, halka jawaabaha isbarbar-dhigga ah ay noqon karaan kuwo kala duwan oo la mid ah.Markaa, mustaqbalka, LOAD waxa ay noqon doontaa goobta ugu muhiimsan ee dareeraha yar yar ee leh hawlgallada gacanta oo ka yar iyo tignoolajiyada qaan-gaadhka ah oo iswada.Qalabka µPAD wuxuu isku daraa faa'iidooyinka LOCC iyo walxaha ku salaysan warqad qiimo jaban, ogaanshaha isticmaalka keliya.Sidaa darteed, horumarinta mustaqbalka waa in ay diiradda saaraan tiknoolajiyada ku habboon oo si fiican loo aasaasay.Intaa waxaa dheer, LFA waxay si fiican ugu habboon tahay ogaanshaha indhaha qaawan, iyada oo ballanqaadaysa in la yareeyo isticmaalka muunada iyo dedejinta ogaanshaha.Isbarbardhigga madal faahfaahsan ayaa lagu muujiyey shaxda 2.
Falanqaynta dhijitaalka ah waxay u qaybinaysaa muunada unugyo yar-yar oo badan, kuwaas oo mid walba ka kooban yahay tiro gaar ah oo ah unugyo bartilmaameed [139, 140].Qiimaynta dhijitaalka ah waxay bixisaa faa'iidooyin la taaban karo oo loogu talagalay samaynta qiyaas dhammaystiran iyadoo la samaynayo kumanaan tijaabo oo kiimiko ah oo isku mid ah isku mar iyo si gaar ah qaybaha mikron halkii ay ka ahaan lahaayeen marxalad joogto ah.Marka la barbardhigo microfluidics-dhaqameedka, falcelinta qaybtu waxay yarayn kartaa mugga muunada, kordhinta waxtarka falcelinta, oo si fudud loogu dhex daro hababka kale ee falanqaynta iyada oo aan loo baahnayn kanaalada, bambooyinka, valves, iyo naqshadaha is haysta [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147]Labadan hab ee soo socda ayaa loo isticmaalaa in imtixaanada dhijitaalka ah si loo gaaro isku mid ah oo sax ah kala soocida xalalka, oo ay ku jiraan reagents iyo muunado sida unugyo, acids nucleic ah, iyo qaybaha kale ama molecules: (1) hoos emulsions ka faa'iidaysanaya xasiloonida interface dareere;(2) kala qaybinta diyaarinta waxaa lagu fuliyaa xannibaadaha joomatari ee aaladda.Habka ugu horreeya, dhibco ka kooban reagents iyo muunado ku jira microchannels waxaa lagu abuuri karaa hababka daahsoon sida co-current, crossflow, socodka diiradda, emulsification marxaladda, emulsification microchannel, iyo xuub iyada oo loo marayo xoog xiirid viscous iyo emulsification leh isbedelka channel.degenaansho [143, 145, 146, 148, 149] ama isticmaalka hababka firfircoon [150, 151], kaas oo soo bandhigaya tamar dheeraad ah iyada oo loo marayo kontoroolka korantada, magnetic, kulaylka iyo farsamada.Habka dambe, isku-duubnaanta mugga dareeraha ugu fiican ee qolalka microfluidic waxaa la wadaagaa iyadoo la ilaalinayo qaab-dhismeedka bannaan ee cabbirka la mid ah, sida micropits iyo arrays dusha sare ah [152,153,154].Waxaa xusid mudan, dhibcuhu waa qaybo qulqulka weyn oo sidoo kale la soo saari karo laguna maamuli karo arrays electrode oo ku salaysan microfluidics dhijitaalka ah (DMF).Electrowetting of dielectrics waa mid ka mid ah aragtiyaha DMF ee ugu wanaagsan ee la bartay, maaddaama korantada korantada ee dielectrics ay u oggolaanayso in si sax ah loo maareeyo dhibciyada shakhsi ahaaneed, xakamaynta qaabka dareeraha iyo calaamadaha korantada asymmetric ee dhex mara dhinacyo kala duwan [141, 144].Hawlgallada ugu muhiimsan ee dhibcaha dhibcaha ee DMF waxaa ka mid ah kala-soocidda, kala-baxa, iyo isku-dhafka [151, 155, 156], kuwaas oo lagu dabaqi karo qaybo kala duwan oo falanqayn ah, gaar ahaan ogaanshaha molecular [157, 158, 159].
Ogaanshaha aashitada nukliyeerka ee dhijitaalka ah waa jiilka saddexaad ee teknoolojiyadda ogaanshaha molecular ee raacaya PCR-ga caadiga ah iyo PCR-ta-waqtiga-dhabta ah ee tirada (qPCR), oo ay barbar-socoto isku-dabaynta-soo-saarka sare iyo biopsy-ka-baxa dareeraha ah.Labaatankii sano ee la soo dhaafay, asiidhyada nukliyeerka dhijitaalka ah ayaa si degdeg ah uga horumaray goobta baaritaanka molecular ee cudurada faafa [160, 161, 162].Qiyaasta saxda ah ee ogaanshaha aashitada nukliyeerka ee dhijitaalka ah waxay ku bilaabataa muunado baakad iyo reagents qaybo gaar ah si loo hubiyo in isku xigxiga bartilmaameedka ahi leeyahay suurtogal isku mid ah oo lagu galo qol kasta.Aragti ahaan, qayb kasta waxa lagu meelayn karaa dhawr bartilmaameed oo xidhiidhsan, ama waxa laga yaabaa in aanu jirin nidaam fal-celin-yar oo madaxbannaan.Iyada oo loo marayo hababka kala duwan ee dareenka ee kor lagu sharaxay, qaybo leh taxane bartilmaameedyo microbial ah oo soo saara calaamadaha ka sarreeya marin gaar ah ayaa lagu arki karaa indhaha qaawan ama mishiinka waxaana lagu calaamadiyaa inay yihiin kuwo togan, halka qaybaha kale ee keena calaamadaha ka hooseeya marinka lagu calaamadiyay inay yihiin kuwo togan. .kuwa taban, kuwaas oo calaamadda qayb kasta ka dhigaya boolean.Haddaba, iyadoo la xisaabinayo tirada qolalka la abuuray iyo heerka natiijooyinka togan ee falcelinta ka dib, nuqullada asalka ah ee shaybaarrada waxaa la isku waafajin karaa iyadoo la isticmaalayo qaacidada qaybinta Poisson iyada oo aan loo baahnayn qalooca caadiga ah, kaas oo looga baahan yahay falanqaynta tirada joogtada ah sida. sida qPCR.[163] Marka la barbar dhigo hababka dhaqameed ee ogaanshaha molecular, ogaanshaha nucleic acid ee dhijitaalka ah ayaa leh heer sare oo otomaatig ah, xawaaraha falanqaynta iyo dareenka sare, reagents yar, faddarayn yar, iyo naqshad fudud iyo soo saarid.Sababahan dartood, adeegsiga imtixaannada dhijitaalka ah, gaar ahaan hababka hoos-u-dhaca, ee ogaanshaha unugyada, isku-darka xoojinta iyo farsamooyinka akhrinta calaamadaha, ayaa si wanaagsan loo darsay intii lagu jiray dillaaca halista ah ee SARS-CoV-2.Tusaale ahaan, Yin et al.[164] isku darka dhibcaha dhibcaha ee dhijitaalka ah iyo hababka PCR ee degdega ah si loo ogaado hiddo-wadaha ORF1ab, N, iyo RNase P ee SARS-CoV-2 ee chip microfluidic ah.Waxaa xusid mudan, nidaamku wuxuu awooday inuu ku aqoonsado calaamad togan gudaha 115 ilbiriqsi, taas oo ka dhakhso badan PCR-ga caadiga ah, taasoo muujinaysa waxtarkeeda ogaanshaha-daryeelka (Jaantuska 7a).Dong iyo al.[165], Sow et al.[157], Chen et al.[166] iyo Alteri et al.[167] sidoo kale codsatay PCR dhijitaalka ah (ddPCR) si loo ogaado SARS-CoV-2 ee nidaamka microfluidic oo leh natiijooyin cajiib ah.Si loo sii wanaajiyo heerka ogaanshaha, Shen et al.[168] lagu gaadhay sawir-qaadista ddPCR-ku-salaysan ee wax yar 15 s iyada oo aan la isticmaalin farsamooyinka tolista sawirka, dedejinta habka tignoolajiyada ddPCR min shaybaar ilaa codsi.Kaliya maaha hababka kor u qaadida kulaylka sida PCR, laakiin sidoo kale hababka kor u qaadida isothermal ayaa loo isticmaalaa si loo fududeeyo xaaladaha falcelinta iyo jawaab celinta degdega ah.Lu iyo al.[71] waxa loo sameeyay SlipChip oo loogu talagalay falanqaynta dhibcaha dhibcaha, oo awood u leh inay soo saarto dhibco cabbirro kala duwan leh oo cufan sare leh hal tallaabo iyo qiyaasida SARS-CoV-2 nucleic acids iyadoo la adeegsanayo LAMP dhijitaal ah (Jaantus 7b).Sida tignoolajiyada degdega ah ee kobcaysa, CRISPR waxay sidoo kale door muhiim ah ka ciyaari kartaa ogaanshaha aashitada nukliyeerka dhijitaalka ah iyada oo loo marayo sawirka midabaynta ku habboon iyada oo aan loo baahnayn wasakhyo dheeraad ah oo nucleic acid ah.Ackerman iyo al.sameeyay falcelinta matrix-ka isku-darka ah ee qiimaynta multiplex ee asiidhyada nuclei-ka.[158] waxaa lagu ogaaday 169 fayras la xidhiidha bini'aadamka, oo ay ku jiraan SARS-CoV-2, dhibco ka kooban CRISPR-Cas13-ku salaysan nucleic acid reagents oo ku jira baaritaanka microwell (Jaantuska 7c).Intaa waxaa dheer, amplification isothermal iyo tignoolajiyada CRISPR ayaa loo isticmaali karaa isla nidaam si loo isku daro faa'iidooyinka labadaba.Park iyo al.[169] Qiimaynta dhijitaalka ah ee CRISPR/Cas12a waxaa lagu sameeyay chip-ka microfluidic-ka ganacsiga ee lagu ogaanayo SARS-CoV-2 ee la soo saaray iyo kulaylka lagu dilay iyadoo lagu saleynayo hal-marxalad RT-RPA oo leh calaamad gaaban oo sare-u-helid-saldhig saamiga waqtiga., kala duwanaansho firfircoon oo ballaadhan iyo dareen wanaagsan (Jaantus. 7d).Sharaxaadaha qaar ee tusaalooyinkan ayaa lagu sheegay shaxda 3.
Meesha caadiga ah ee dhijitaalka ah ee ogaanshaha aashitada nucleic.a Dhaqdhaqaaqa PCR ee dhijitaalka ah ee degdega ah wuxuu ka kooban yahay afar tillaabo oo muhiim ah: diyaarinta muunad, qaybinta isku darka falcelinta, habka kordhinta, iyo qiyaasta bartilmaameedka (laga soo xigtay [164]).b Schematic muujinaya falanqaynta dhibcaha SlipChip ee samaynta dhibicda ee cufnaanta sare (laga soo xigtay [71]).c CARMEN-Cas jaantuska socodka shaqada13 (laga soo xigtay [158]).d Dulmar guud oo ku saabsan ogaanshaha fayraska dhijitaalka ah ee horumarsan ee CRISPR/Cas ku jira hal dheri (laga soo xigtay [169]).W/O biyaha-in-saliid, polydimethylsiloxane PDMS, PCR polymerase falcelinta silsiladda, DAQ xogta ururinta, PID saamiga derivative ka mid ah, CARMEN falgalka matrix isku dhafan ee multiplex nucleic acid qiimaynta, SARS-CoV-2, Syndrome daran neef-mareenka, coronavirus 2, Kordhinta RT of transcriptase recombinase polymerase-RPA, S/B ee gadaasha
Waqtiga post: Seb-15-2022
