Balita

Ang mga tradisyonal nga pamaagi sa pag-diagnostic alang sa pag-ila sa mga makatakod nga sakit nanginahanglan paggamit sa mga instrumento sa benchtop nga dili angay alang sa pagsulay sa point-of-care (POCT).Ang mga mitumaw nga microfluidics usa ka miniaturized, automated, ug integrated nga teknolohiya nga usa ka potensyal nga alternatibo sa tradisyonal nga mga pamaagi alang sa paspas, barato, tukma nga on-site diagnostics.Ang mga pamaagi sa pagdayagnos sa molekula kaylap nga gigamit sa mga aparato nga microfluidic ingon ang labing epektibo nga pamaagi alang sa pagtuki sa pathogen.Kini nga pagrepaso nagsumaryo sa bag-o nga mga pag-uswag sa microfluidic-based nga molekular nga diagnostics sa makatakod nga mga sakit gikan sa akademiko ug industriyal nga panglantaw.Una, among gihulagway ang usa ka tipikal nga on-chip nga pagproseso sa mga nucleic acid, lakip ang sample pretreatment, amplification, ug signal reading.Ang mga kinaiya, mga bentaha ug mga disbentaha sa upat ka matang sa microfluidic nga mga plataporma gitandi dayon.Sunod, atong hisgutan ang paggamit sa digital assays alang sa hingpit nga pag-ihap sa mga nucleic acid.Parehong klasikal ug bag-o nga komersyal nga microfluidic-based nga molekular nga diagnostic nga mga aparato gi-summarize ingon ebidensya sa karon nga kahimtang sa merkado.Sa katapusan, among gisugyot ang umaabot nga mga direksyon alang sa microfluidic diagnosis sa makatakod nga mga sakit.
Ang makatakod nga mga sakit gipahinabo sa mga pathogen, lakip ang bakterya, mga virus, ug mga parasito, nga giapod-apod sa tibuuk kalibutan.Dili sama sa ubang mga sakit, ang mga pathogen dali nga nataptan ug mikaylap tali sa mga tawo ug host nga mga hayop pinaagi sa inoculation, hangin ug tubig nga media [1].Ang pagpugong sa makatakod nga sakit hinungdanon isip usa ka lakang sa panglawas sa publiko.Tulo ka nag-unang estratehiya sa pagsumpo sa makatakod nga mga sakit: (1) pagkontrol sa tinubdan sa impeksyon;(2) pagkabalda sa agianan sa transmission;(3) pagpanalipod sa mga delikadong populasyon.Lakip sa mga nag-unang estratehiya, ang pagpugong sa gigikanan sa impeksyon giisip nga labing hinungdanon nga estratehiya tungod sa kasayon ​​​​ug mubu nga gasto.Ang paspas nga pagdayagnos, pag-inusara, ug pagtambal sa mga nataptan nga mga indibidwal kritikal, nanginahanglan paspas, sensitibo, ug tukma nga mga pamaagi sa pagdayagnos [2].Ang karon nga pagdayagnos sa makatakod nga mga sakit kasagarang naghiusa sa klinikal nga eksaminasyon base sa mga timailhan ug sintomas ug mga pagtuon sa laboratoryo sama sa cell culture ug molekular nga diagnostics, nga nanginahanglan ug nabansay nga mga personahe, labor-intensive nga mga pamaagi, ug mahal nga kagamitan sa pagsulay [3, 4].Ang paglikay sa makatakod nga mga outbreaks sa sakit nagkinahanglan og paspas, barato, ug tukma nga lokal nga pagdayagnos, ilabi na sa mga dapit nga limitado sa kahinguhaan diin ang makatakod nga mga sakit komon ug grabe [5], ingon man ang pagtambal sa kamingawan o sa panggubatan, diin ang mga emerhensya dili matag-an..limitado ang medikal nga pag-atiman [6].Niini nga konteksto, ang microfluidics usa ka teknolohiya nga naghiusa sa mga teknolohiya sa microelectromechanical system, nanotechnology, o mga materyales nga siyensiya alang sa tukma nga pagmaniobra sa fluid [7,8,9,10], nga naghatag og bag-ong mga posibilidad alang sa point-of-care detection (POCT).) makatakod nga mga ahente sa gawas sa mga ospital ug mga laboratoryo.Kung ikumpara sa tradisyonal nga mga diagnostic nga nag-usik sa oras, ang teknolohiya sa microfluidic nagtanyag mga sample ug pagtipig sa gasto alang sa mga diagnostic sa molekula sa panahon sa mga outbreak sa sakit.Ang global nga pagkaylap sa sakit nga coronavirus 2019 (COVID-19) gipahinabo sa grabe nga acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), busa ang kamahinungdanon sa microfluidics alang sa tukma sa panahon nga pagpugong ug pagpugong sa pandemya gipasiugda pag-usab [11, 12] , 13].Dili sama sa tradisyonal nga diagnostics, ang microfluidic POCT naggamit sa gagmay nga mga portable device gikan sa benchtop analyzers ngadto sa gagmay nga sidestream test strips aron sulayan duol sa sampling point [14].Kini nga mga pagsulay adunay yano o walay sample nga pag-andam, paspas nga pagpadako sa signal, ug sensitibo nga pagbasa sa signal nga moresulta sa mubo nga gidugayon ug tukma nga mga resulta sulod sa mga minuto.Ang pagkaanaa ug mass production sa microfluidic-based healthcare instruments nagpalapad sa ilang cost-effective ug direkta nga diagnostic applications gawas sa ospital, duol sa pasyente, ug bisan sa balay.
Lakip sa kasamtangan nga mga estratehiya alang sa pagdayagnos sa makatakod nga mga sakit, ang molekular nga diagnostics mao ang usa sa labing sensitibo [15, 16].Dugang pa, ang mga diagnostic sa molekula kanunay nga gigamit ingon sumbanan nga bulawan alang sa padayon nga pag-ila sa COVID-19, nga gitugotan ang direkta nga pagkakita sa mga rehiyon nga piho sa virus sa RNA o DNA sa wala pa magsugod ang usa ka tubag sa resistensya [17, 18].Sa kasamtangan nga pagrepaso, among gipresentar ang pinakabag-o nga mga pag-uswag sa microfluidics-based molecular diagnostic nga mga proseso alang sa makatakod nga mga sakit, gikan sa usa ka akademikong panglantaw ngadto sa umaabot nga industriyal nga mga panglantaw (Fig. 1).Magsugod kita sa tulo ka yawe nga mga lakang sa pagtuki sa nucleic acid: on-chip sample pretreatment, nucleic acid amplification, ug signal reading.Gikumpara dayon namo ang nagkalainlaing matang sa microfluidic nga mga plataporma sa ilang gambalay ug gimbuhaton, nga nagpakita sa talagsaon nga mga kinaiya (mga kusog ug mga kahuyang).Ang digital nucleic acid detection dugang nga gihisgutan ug gihatag isip usa ka pananglitan sa usa ka ikatulo nga henerasyon nga teknolohiya alang sa hingpit nga pag-ihap sa makatakod nga mga molekula sa pathogen.Dugang pa, daghang kasagaran ug pinakabag-o nga komersyal nga POCT nga mga aparato ang ipresentar aron ipakita ang karon nga kahimtang sa merkado sa microfluidic POCT alang sa mga diagnostic sa molekula.Atong hisgotan usab ug ipasabut ang atong panan-awon alang sa umaabot nga mga aplikasyon.
Ang mga module sa microfluidic chips alang sa nucleic acid detection mahimong bahinon ngadto sa tulo ka mga kategoriya (sampling, recognition, ug signaling) sumala sa ilang mga gimbuhaton [19].Taliwala niini nga mga module, ang sampling module nag-una nga nakaamgo sa sample lysis ug nucleic acid extraction.Ang sensor module nag-una nga nagkontrol sa pagkakabig ug pagpadako sa mga signal sa nucleic acid.Ang signaling module nakamatikod sa signal nga nakabig ug giproseso sa sensing module.Base sa proseso sa pag-ila sa mga nucleic acid sa usa ka chip, atong i-summarize ang lain-laing mga chips nga makaamgo sa "input ug output" function.
Ang unang lakang sa nucleic acid detection mao ang nucleic acid extraction, ie paglain sa target nucleic acid gikan sa orihinal nga sample.Ang pagkuha sa nucleic acid gihimo aron maputli ang mga nucleic acid gikan sa ubang mga hugaw sa molekula, masiguro ang integridad sa nag-unang istruktura sa mga molekula sa nucleic acid, ug ma-optimize ang mga resulta.Ang pagkuha sa nucleic acid nanginahanglan sa kinahanglan nga sample lysis ug pagkuha sa nucleic acid, ang kalidad ug kahusayan nga adunay dako nga epekto sa mga resulta sa panukiduki ug diagnostic.Ang bisan unsang maliputon nga epekto sa panahon sa pagkuha mahimong maglimite sa dugang nga pag-ila.Pananglitan, ang polymerase chain reaction (PCR) ug loop isothermal amplification (LAMP) nga mga pamaagi gibabagan sa pipila ka nahabilin nga organic solvents sama sa ethanol ug isopropanol sa nucleic acid isolation reagents [20].Ang liquid-liquid extraction ug solid-phase extraction mao ang pinakasikat nga pamaagi sa pag-isolate sa nucleic acid [21], bisan pa, ang liquid-liquid extraction sa usa ka chip limitado kaayo, tungod kay ang mga reagents nga gigamit sa liquid-liquid extraction maoy hinungdan sa corrosion sa kadaghanan sa microfluidic chips. .Dinhi, among gipasiugda ang microarray-based solid phase extraction nga mga pamaagi ug itandi ang ilang mga bentaha ug disbentaha.
Ang Silicon usa ka materyal nga substrate nga nahiuyon sa mga nucleic acid tungod sa biocompatibility, kalig-on, ug kadali sa pagbag-o [22].Mahinungdanon, kung gibag-o sa silica o uban pang mga materyales, kini nga composite nagpakita sa mga kabtangan aron ma-adsorb ang negatibo nga mga nucleic acid sa ilawom sa ubos nga pH, taas nga kahimtang sa asin samtang nag-eluting nga adunay taas nga pH, ubos nga solusyon sa asin.Base sa niini nga panghitabo, kini mao ang posible nga sa pagputli sa nucleic acid.
Ang nagkalainlaing porma sa silica-based nga mga materyales gigamit alang sa nucleic acid extraction sa microfluidics, sama sa silica beads, powders, microfiber filters, ug silica membranes [23, 24, 25, 26].Depende sa mga kabtangan sa materyal, ang mga materyales nga nakabase sa silicon mahimong magamit sa microcircuits sa lainlaing mga paagi.Pananglitan, ang silica granules, powders, ug commercial nanofilters mahimo ra nga ibutang sa mga pores o microchannels sa microfluidic chips ug makatabang sa pagkuha sa mga nucleic acid gikan sa mga sample [27, 28, 29].Ang gibag-o sa nawong nga silica membrane mahimo usab nga magamit aron paspas nga maputli ang DNA gikan sa mga pathogen sa mubu nga gasto.Pananglitan, Wang et al.[30] Pinaagi sa pagkombinar sa denaturing amplification reactions uban sa vesicle-mediated chain exchange nga adunay silica membranes nga adunay sapaw sa chitosan oligosaccharides, usa ka versatile portable system ang gipaila nga malampusong nakamatikod sa 102-108 colony forming units.(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., ug ang presensya sa virus dali nga makita.Powell ug uban pa.[31] Ang mga microarray nga nakabase sa Silicon gigamit dayon aron mahibal-an ang hepatitis C virus (HCV), human immunodeficiency virus (HIV), Zika virus, ug human papillomavirus ug awtomatik nga pagpadaghan, diin ang usa ka 1.3 μl nga tortuous microreactor gihimo aron makuha ang mga virus sa RNA.ug paghimo sa in situ amplification.Gawas pa niini nga mga pamaagi, ang mga microcolumn sa silica nga gibag-o sa ibabaw adunay hinungdan usab nga papel sa pagkuha sa nucleic acid, tungod kay ang geometry ug mga kabtangan sa materyal nga pagbag-o labi nga nagdugang sa kahusayan sa pagkuha.Chen ug uban pa.Gisugyot sa [32] ang usa ka microfluidic nga plataporma alang sa pag-inusara sa ubos nga konsentrasyon nga RNA base sa amino-coated silicon microcolumns.Kini nga microfluidic device naghiusa sa usa ka han-ay sa 0.25 cm2 micropillars sa usa ka silicon substrate aron makab-ot ang mas taas nga extraction efficiency pinaagi sa taas nga surface area ngadto sa volume ratio design.Ang bentaha sa kini nga disenyo mao nga ang microfluidic device mahimong makab-ot sa 95% nucleic acid extraction efficiency.Kini nga mga estratehiya nga nakabase sa silicon nagpakita sa bili sa paspas nga paglain sa mga nucleic acid sa ubos nga gasto.Sa kombinasyon sa microfluidic chips, ang mga estratehiya sa pagkuha nga nakabase sa silicon dili lamang makadugang sa kaepektibo sa pagkakita sa nucleic acid, apan mapadali usab ang miniaturization ug paghiusa sa mga analytical device [20].
Ang mga pamaagi sa pagbulag sa magnetic naggamit sa mga partikulo sa magnetic aron ihimulag ang mga nucleic acid sa presensya sa usa ka eksternal nga magnetic field.Ang kasagarang gigamit nga magnetic nga mga partikulo naglakip sa Fe3O4 o γ-Fe2O3 magnetic nga mga partikulo nga adunay sapaw sa silica, amino ug carboxyl [33,34,35,36].Ang nagpalahi nga bahin sa magnetic nga mga partikulo kumpara sa mga pamaagi sa SPE nga nakabase sa silicon mao ang kasayon ​​sa pagmaniobra ug pagkontrol sa mga eksternal nga magnet.
Gigamit ang interaksyon sa electrostatic tali sa mga nucleic acid ug silica, ubos sa mga kondisyon sa taas nga asin ug ubos nga pH, ang mga nucleic acid kay adsorbed sa ibabaw sa silica-coated magnetic particle, samtang ubos sa mga kondisyon sa ubos nga asin ug taas nga pH, ang mga molekula mahimong hugasan. pag-usab..Ang silica-coated magnetic beads nagpaposible sa pagkuha sa DNA gikan sa dagkong mga sample sa volume (400 μL) gamit ang magnetically controlled motion [37].Isip usa ka demonstrasyon, si Rodriguez-Mateos et al.[38] migamit ug tunable magnets aron makontrol ang pagbalhin sa magnetic beads ngadto sa lain-laing mga lawak.Base sa silica-coated magnetic particles, 470 copies/mL sa SARS-CoV-2 genomic RNA mahimong makuha gikan sa wastewater samples para sa LAMP reverse transcription detection (RT-LAMP) ug ang tubag mabasa sulod sa 1 ka oras.hubo nga mata (Fig. 2a).
Mga gamit nga gibase sa magnetic ug porous nga mga materyales.Konseptuwal nga diagram sa IFAST RT-LAMP microfluidic device alang sa SARS-CoV-2 RNA detection (gipasibo gikan sa [38]).b Centrifugal micro device alang sa dSPE sa buccal swab nucleic acid (gipahiangay gikan sa [39]).c Gitukod-sa self-powered sample concentrator gamit ang FTA® card (gipasibo gikan sa [50]).d Fusion 5 filter nga papel nga giusab sa chitosan (gipahiangay gikan sa [51]).Ang SARS-CoV-2 grabe nga acute respiratory syndrome coronavirus 2, RT-LAMP reverse transcription loop nga gipataliwala sa isothermal amplification, FTA finders technology partners, NA nucleic acid
Ang positibo nga gikargahan nga mga magnetic particle maayo alang sa paglakip sa phosphate backbone sa usa ka nucleic acid.Sa usa ka piho nga konsentrasyon sa asin, ang negatibo nga gikargahan nga phosphate nga mga grupo sa mga nucleic acid mahimong positibo nga makargahan sa nawong sa magnetic composite nga mga partikulo.Busa, ang mga magnetic nanoparticle nga adunay usa ka bagis nga nawong ug usa ka taas nga densidad sa mga grupo sa amino naugmad alang sa pagkuha sa mga nucleic acid.Human sa magnetic separation ug blocking, ang magnetic nanoparticle ug DNA complexes mahimong direktang magamit sa PCR, nga magwagtang sa panginahanglan alang sa komplikado ug makahurot sa panahon nga purification ug elution operations [35].Ang magnetic nanoparticle nga adunay sapaw nga negatibo nga mga grupo sa carboxyl gigamit usab sa pagbulag sa mga nucleic acid nga adsorbed sa mga ibabaw sa taas nga konsentrasyon nga polyethylene glycol ug sodium chloride nga mga solusyon [36].Uban niini nga mga magnetic beads nga gibag-o sa ibabaw, ang pagkuha sa DNA nahiuyon sa sunod nga pagpadako.Dignan et al.[39] naghulagway sa usa ka automated ug madaladala nga centrifugal microfluidic nga plataporma alang sa nucleic acid pretreatment, nga nagtugot sa dili teknikal nga mga personahe sa paggamit niini sa site.Dugang pa, ang pagkaangay sa nahilit nga DNA sa LAMP, usa ka pamaagi nga haum kaayo alang sa point-of-care nucleic acid analysis, dugang nagpakita sa gamay nga mga kinahanglanon sa ekipo ug kaangayan alang sa colorimetric assays (Fig. 2b).
Ang mga pamaagi sa magnetic bead nagtanyag sa posibilidad sa automated extraction, ang uban niini anaa sa commercial automated nucleic acid extractors [KingFisher;ThermoFisher (Waltham, MA, USA), QIAcube® HT;CapitalBio (Beijing, China) ug Biomek®;Beckman (Miami, USA).), Florida, USA)].Ang mga bentaha sa paghiusa sa magnetic beads uban sa microfluidics mahimong gamiton alang sa episyente nga automated extraction sa nucleic acids, nga posibleng mouswag sa pagpalambo sa molekular diagnostics;bisan pa, ang kombinasyon sa magnetic beads nga adunay microfluidics nagsalig gihapon pag-ayo sa komplikado nga mga sistema sa pagkontrol alang sa tukma nga pagmaniobra sa magnetic beads, nga nagpatin-aw sa pagkapopular sa mga komersyal nga produkto nga dako ug mahal, nga naglimite sa dugang nga aplikasyon sa magnetic beads sa POCT.
Daghang mga porous nga materyales sama sa giusab nga mga filter sa nitrocellulose, Finders Technology Associates (FTA) nga mga kard, polyethersulfone-based nga mga filter nga papel, ug glycan-coated nga mga materyales gigamit usab alang sa nucleic acid detection [40, 41, 42, 43, 44].Ang buhaghag fibrous nga mga materyales sama sa fibrous nga papel unang gigamit sa pag-isolate sa DNA pinaagi sa pisikal nga pagsal-ot sa dugay na nga na-stranded nga mga molekula sa DNA nga adunay mga lanot.Ang gagmay nga mga pores nagdala ngadto sa usa ka lig-on nga pisikal nga pagdili sa mga molekula sa DNA, nga positibo nga makaapekto sa pagkuha sa DNA.Tungod sa lain-laing mga pore gidak-on sa fibrous papel, ang extraction efficiency dili makatubag sa mga panginahanglan sa DNA amplification [45, 46].Ang FTA card kay usa ka komersyal nga filter nga papel nga gigamit sa natad sa forensic nga tambal ug kaylap nga gigamit sa ubang mga bahin sa molekular diagnostics.Pinaagi sa paggamit sa cellulose filter nga papel nga gi-impregnated uban sa lain-laing mga kemikal sa lyse sa cell lamad sa sample, ang gipagawas nga DNA gipanalipdan gikan sa degradation sa hangtod sa 2 ka tuig.Bag-ohay lang, ang impregnated cellulose nga papel gihimo alang sa molekular nga pagkakita sa lainlaing mga pathogen, lakip ang SARS-CoV-2, leishmaniasis, ug malaria [47,48,49].Ang HIV sa nahilit nga plasma direkta nga lysed, ug ang viral nucleic acid gipadato sa FTA® flow membrane nga gitukod sa concentrator, nga nagtugot sa episyente nga produksyon sa nucleic acid [50] (Fig. 2c).Ang panguna nga problema sa pagtuki sa nucleic acid gamit ang mga FTA card mao nga ang mga kemikal sama sa guanidine ug isopropanol nagpugong sa sunod nga mga reaksyon sa amplification.Aron masulbad kini nga problema, among gimugna ang Fusion 5 chitosan-modified filter paper, nga naghiusa sa mga bentaha sa pisikal nga interlacing sa DNA molecules ug fibrous filter paper, ug ang electrostatic adsorption sa DNA sa chitosan-modified compounds aron makab-ot ang episyente nga nucleic acid extraction. ..filter fibers [51] (Fig. 2d).Sa susama, Zhu et al.[52] nagpakita ug chitosan-modified PCR nga pamaagi base sa in situ capillary microfluidic system para sa paspas nga pag-isolate ug detection sa Zika virus RNA.Ang mga nucleic acid mahimong ma-adsorbed/desorbed sa usa ka mixed lysate/PCR medium, matag usa, base sa on/off switch property sa chitosan.on ug off", responsive sa pH.
Sama sa gihisgutan sa ibabaw, kini nga mga estratehiya naghiusa sa mga bentaha sa nagkalain-laing solid phase nga mga materyales ug nagdugang sa kaepektibo sa nucleic acid extraction sa microfluidics.Sa praktikal nga mga aplikasyon, ang paggamit niini nga mga materyales sa daghang gidaghanon dili ekonomikanhon, ug ang husto nga pagtambal sa nawong o pagbag-o sa nawong sa kasagaran nga mga materyales nga adunay kini nga mga materyales mahimo usab nga mapreserbar ang ilang gimbuhaton.Busa, gituohan nga ang pagpatuman niini nga mga estratehiya human sa usa ka pilot study makapakunhod sa gasto.
Ang pagsulay sa nucleic acid sa microfluidic nga mga plataporma kasagaran naggamit sa gagmay nga mga volume sa sample (<100 µl), busa nagkinahanglan sa pagpadako sa mga target nga nucleic acid nga adunay piho nga mga probes alang sa pagkakabig ngadto sa usa ka signal nga sayon ​​​​alang sa downstream detection (optical, electrical, ug magnetic) [53, 54]. Ang pagsulay sa nucleic acid sa microfluidic nga mga plataporma kasagaran naggamit sa gagmay nga mga volume sa sample (<100 µl), busa nagkinahanglan sa pagpadako sa mga target nga nucleic acid nga adunay piho nga mga probes alang sa pagkakabig ngadto sa usa ka signal nga sayon ​​​​alang sa downstream detection (optical, electrical, ug 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]. Kung gisulayan ang mga nucleic acid sa mga microfluidic platform, ang gagmay nga mga volume sa sample (<100 µL) kanunay nga gigamit, busa ang pagpadako sa target nga mga nucleic acid nga adunay espesyal nga mga pagsusi gikinahanglan aron mabag-o kini nga usa ka signal nga kombenyente alang sa sunod nga pagtuki (optical, elektrikal, ug magnetic) [53, 54].微流控微流控 上 的 核酸核酸 通常通常 小样本量 (<100 μ 使用 特定 探针 扩增 目标 核酸, 以 转换 为 便于 下游 检测 和 磁学) 的 信号 [53, 54 ].微流控微流控 上 的 核酸核酸 使用 小样本量 (( ]. 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]]. Ang pagkakita sa mga nucleic acid sa microfluidic nga mga plataporma kasagarang naggamit ug gagmay nga sample volume (<100 μl), nga nagkinahanglan sa pagpadako sa target nucleic acids nga adunay espesyal nga mga probes aron ma-convert kini ngadto sa mga signal alang sa sunod nga detection (optical, electrical, ug magnetic) [53, 54]] .Ang pagpadako sa nucleic acid sa microfluidics mahimo usab nga makapadali sa mga reaksyon, ma-optimize ang mga limitasyon sa pagkakita, makunhuran ang mga kinahanglanon sa sample, ug mapaayo ang katukma sa pagkakita [55, 56].Sa bag-ohay nga mga tuig, uban sa katumanan sa paspas ug tukma detection, lain-laing mga nucleic acid pagpadako sa mga pamaagi nga gigamit sa microfluidics, lakip na ang PCR ug pipila isothermal amplification reaksyon.Kini nga seksyon mag-summarize sa mga pamaagi alang sa nucleic acid detection base sa microfluidic system.
Ang PCR usa ka simulation sa proseso sa pagkopya sa DNA sa usa ka organismo, ang teorya niini gihulagway sa detalye sa ubang dapit ug dili hisgotan dinhi.Ang PCR makapadako sa gamay kaayo nga target nga DNA/RNA sa exponential rate, nga maghimo sa PCR nga usa ka gamhanang himan alang sa paspas nga pagkakita sa mga nucleic acid.Sa bag-ohay nga mga dekada, daghang mga portable microfluidic device nga adunay PCR thermal cycling system ang naugmad aron matubag ang mga panginahanglanon sa point-of-care diagnostics [57, 58].Ang on-chip PCR mahimong bahinon ngadto sa upat ka matang (konbensyonal, padayon nga pag-agos, spatially switched, ug convective PCR) sumala sa lain-laing pamaagi sa pagkontrol sa temperatura [59].Pananglitan, si Gee et al.[60] nakamugna ug direktang reverse transcription quantitative PCR (RT-qPCR) nga pamaagi sa ilang kaugalingong microfluidic platform para sa multiplex detection sa SARS-CoV-2, influenza A ug B nga mga virus sa throat swab samples (Fig. 3a).Park ug uban pa.[61] nagtukod ug yano nga pathogen analysis chip pinaagi sa pag-integrate sa thin film PCR, electrodes, ug usa ka finger-operated polydimethylsiloxane-based microfluidic module.Bisan pa, ang duha nga mga buhat naglangkob sa kasagaran nga mga kakulangan sa naandan nga PCR.Ang PCR nanginahanglan ug thermal cycling, nga naglimite sa dugang nga pag-miniaturization sa aparato ug pagkunhod sa oras sa pagsulay.
Ang pag-uswag sa padayon nga dagan nga nakabase sa microfluidic ug space-switched PCR hinungdanon aron matubag kini nga isyu.Gamit ang usa ka taas nga serpentine channel o usa ka mubo nga tul-id nga agianan, ang padayon nga pag-agos sa PCR makahatag og paspas nga pagpadako pinaagi sa aktibo nga pag-circulate sa mga reagents sa tulo ka preheat zones nga adunay off-chip pump.Kini nga operasyon malampuson nga naglikay sa yugto sa transisyon tali sa lain-laing mga temperatura sa reaksyon ug sa ingon makapamenos sa panahon sa pagsulay [62] (Fig. 3b).Sa laing pagtuon ni Jung et al.[63] nagsugyot og bag-ong rotary PCR genetic analyzer nga naghiusa sa mga kinaiya sa fixed ug flow PCR alang sa ultrafast ug multiplex reverse transcription PCR (Fig. 3c).Para sa amplification sa nucleic acid, ang PCR microchip i-rotate pinaagi sa tulo ka heating blocks sa lain-laing temperatura: 1. Denaturation block 94°C, 2. Annealing block sa 58°C, 3. Expansion block sa 72°C.
Paggamit sa PCR sa microfluidics.Ang eskematiko nga representasyon sa dirRT-qPCR sa usa ka microfluidic nga plataporma (gipahiangay gikan sa [60]).b Schematic nga representasyon sa usa ka padayon nga dagan PCR microarray base sa usa ka serpentine channel (gipahiangay gikan sa [62]).c Schematic nga representasyon sa usa ka rotary PCR genetic analyzer, nga naglangkob sa usa ka microchip, tulo ka heating blocks ug usa ka stepper motor (gipahiangay gikan sa [63]).d Diagram sa thermoconvection PCR nga adunay centrifugation ug setup (gipahiangay gikan sa [64]).DirRT-qPCR, direkta nga quantitative reverse transcription polymerase chain reaction
Gamit ang mga capillaries ug loops o bisan manipis nga mga plato, ang convection PCR makapakusog sa pagpadako sa mga nucleic acid pinaagi sa natural nga libre nga thermal convection nga wala magkinahanglan og external pump.Pananglitan, ang usa ka cyclic olefin polymer microfluidic nga plataporma gimugna sa usa ka fabricated rotating heating stage nga naggamit sa thermal cycling nga adunay centrifugation sa PCR loop microchannel [64] (Fig. 3d).Ang solusyon sa reaksyon gipadagan sa thermal convection, nga padayon nga nagbinayloay sa taas ug ubos nga temperatura sa usa ka microchannel nga adunay annular nga istruktura.Ang tibuuk nga proseso sa pagpadako mahimong makompleto sa 10 minuto nga adunay limitasyon sa pagkakita nga 70.5 pg / channel.
Sama sa gipaabot, ang paspas nga PCR usa ka gamhanan nga himan alang sa hingpit nga integrated sample-response molecular diagnostic ug multiplex analysis system.Ang Rapid PCR makahuluganon nga nakunhuran ang oras nga gikinahanglan aron mahibal-an ang SARS-CoV-2, nga nakatampo sa epektibo nga pagkontrol sa pandemya sa COVID-19.
Ang PCR nanginahanglan usa ka komplikado nga thermal cycler nga dili angay alang sa POCT.Bag-ohay lang, ang isothermal amplification techniques gigamit sa microfluidics, lakip na apan dili limitado sa LAMP, recombinase polymerase amplification (RPA), ug amplification base sa nucleic acid sequences [65,66,67,68].Uban niini nga mga teknik, ang mga nucleic acid gipadako sa usa ka kanunay nga temperatura, nga nagpadali sa paghimo sa mubu nga gasto, sensitibo kaayo nga portable POCT nga mga aparato alang sa mga diagnostic sa molekula.
Ang high-throughput microfluidics-based nga LAMP assays nagtugot sa daghang pagkakita sa makatakod nga mga sakit [42, 69, 70, 71].Sa kombinasyon sa usa ka centrifugal microfluidic system, ang LAMP makapadali sa automation sa nucleic acid detection [69, 72, 73, 74, 75].Ang spin-and-react SlipChip gimugna alang sa visual detection sa daghang parallel bacteria gamit ang LAMP [76] (Fig. 4a).Kung gigamit ang optimized LAMP sa assay, ang fluorescence signal-to-noise ratio gibana-bana nga 5-fold, ug ang limitasyon sa detection miabot sa 7.2 nga kopya/μl sa genomic DNA. Dugang pa, ang paglungtad sa lima ka sagad nga digestive bacterial pathogens, lakip ang Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ug Vibrio parahaemolyticus, gitan-aw base sa pamaagi sa <60 min. Dugang pa, ang paglungtad sa lima ka sagad nga digestive bacterial pathogens, lakip ang Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ug Vibrio parahaemolyticus, gitan-aw base sa pamaagi sa <60 min.Dugang pa, ang presensya sa lima ka komon nga bacterial pathogens sa digestive tract, lakip ang Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ug Vibrio parahaemolyticus, nakita gamit kini nga pamaagi sa wala pay 60 minutos.此外, 基于基于 方法 在此外, 基于基于 方法 在弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 HIPDugang pa, ang presensya sa lima ka komon nga bacterial gastrointestinal pathogens, lakip na ang Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius, ug Vibrio parahaemolyticus, nakita gamit kini nga pamaagi sa wala pay 60 minutos.
Ang mga bentaha sa LAMP sa microfluidics naglakip, ug uban pa, paspas nga pagtubag ug miniaturized detection.Apan, tungod sa temperatura sa reaksyon (mga 70°C), ang mga aerosol dili kalikayan nga mamugna sa panahon sa LAMP, nga moresulta sa taas nga false positive rate.Ang espesipiko sa assay, disenyo sa primer, ug pagkontrol sa temperatura kinahanglan usab nga ma-optimize alang sa LAMP.Dugang pa, ang mga disenyo sa chip nga nag-implementar sa daghang target detection sa usa ka chip adunay dakong bili ug kinahanglang pauswagon.Dugang pa, ang LAMP angay alang sa multi-purpose detection nga gisagol sa usa ka chip, nga hinungdanon kaayo, apan adunay daghang lugar alang sa pag-uswag.
Ang taas nga sayup nga positibo nga rate sa LAMP mahimong bahin nga mapakunhod sa RPA, tungod kay ang medyo ubos nga temperatura sa reaksyon (~ 37 °C) nagresulta sa medyo gamay nga mga problema sa pag-alisngaw [77].Sa sistema sa RPA, duha ka kaatbang nga primera ang nagsugod sa DNA synthesis pinaagi sa pagbugkos sa usa ka recombinase ug ang pagpadako mahimong makompleto sulod sa 10 minutos [78,79,80,81].Busa, ang tibuok proseso sa RPA mas paspas kay sa PCR o LAMP.Sa bag-ohay nga mga tuig, ang microfluidic nga teknolohiya gipakita sa dugang nga pagpalambo sa katulin ug katukma sa RPA [82,83,84].Pananglitan, si Liu et al.[85] nakamugna ug microfluidic integrated lateral flow polymerase recombinase amplification assay para sa paspas ug sensitibo nga pagkakita sa SARS-CoV-2 pinaagi sa paghiusa sa reverse transcription RPA (RT-RPA) ug usa ka universal lateral flow test strip detection system.ngadto sa usa ka microfluidic system.Hulagway 4b).Ang limitasyon sa detection kay 1 copy/µl o 30 copies/sample, ug ang detection mahimong makompleto sa mga 30 minutos.Kong ug uban pa.nakahimo og usa ka masul-ob nga microfluidic device.[86] migamit sa temperatura sa lawas ug usa ka mobile phone-based fluorescence detection system aron paspas ug direktang makamatikod sa HIV-1 DNA gamit ang RPA (Figure 4c).Ang masul-ob nga RPA assay nakamatikod sa 100 ka kopya/mL sa target nga han-ay sulod sa 24 minutos, nagpakita sa dakong potensyal alang sa paspas nga pagdayagnos sa HIV-1-infected nga mga masuso sa resource-limited settings.
Isothermal amplification sa point-of-care testing (POCT).Pag-uswag ug paghimo sa spin ug reaksyon nga SlipChip.Human sa plasma welding, ang ibabaw ug ubos nga mga chips gitigom uban sa usa ka hugpong sa mga nuts aron maporma ang katapusang chip (gipahiangay gikan sa [76]).b Schematic sa MI-IF-RPA system para sa COVID-19 detection (gipasibo gikan sa [85]).c Schematic sa usa ka wearable RPA test alang sa paspas nga pag-ila sa HIV-1 DNA (gipahiangay gikan sa [86]).SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM carboxyfluorescein, human immunodeficiency virus HIV, RPA recombinase polymerase amplification, LED light emitting diode, MI-IF-RPA Microfluidics Integrated Lacombinase Microfluidics Pagpadako
Ang RPA nga nakabase sa microfluidic paspas nga nag-uswag, bisan pa, ang gasto sa paghimo sa chip ug pagkonsumo sa reaksyon labi ka taas ug kinahanglan nga pakunhuran aron madugangan ang pagkaanaa niini nga teknolohiya.Dugang pa, ang taas nga pagkasensitibo sa RPA mahimong makaapekto sa pagpadako sa dili piho nga mga produkto, labi na kung adunay kontaminasyon.Kini nga mga limitasyon mahimong makaapekto sa paggamit sa RPA sa microfluidic nga mga sistema ug angayan pa nga ma-optimize.Ang maayo nga pagkadisenyo nga mga primer ug probes alang sa lain-laing mga target gikinahanglan usab aron mapauswag ang posibilidad sa RPA-based microfluidic nga mga estratehiya sa POCT.
Ang Cas13 ug Cas12a adunay katakus sa random nga pag-cleave sa mga nucleic acid ug sa ingon mahimong maugmad ingon mga himan sa pag-ila ug pagdayagnos.Ang Cas13 ug Cas12a gi-aktibo sa pagbugkos sa target nga DNA o RNA, matag usa.Sa dihang ma-activate na, ang protina mosugod sa pagpikas sa ubang duol nga nucleic acid, human niini maggiya sa mga RNA nga nagtarget sa pathogen-specific nucleic acids makabuak sa napalong nga fluorescent probes ug makapagawas sa fluorescence.Base niini nga teorya, Kellner et al.[87] nakamugna ug Cas13-based nga pamaagi [Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKING (SHERLOCK)], ug Broughton et al.[88] nakahimo og laing pamaagi base sa Cas12a [CRISPR Trans Reporter nga nag-target sa DNA endonuclease (DTECR)].
Sa bag-ohay nga mga tuig, lain-laing mga pamaagi alang sa detection sa nucleic acid base sa CRISPR nagpakita [89, 90].Ang conventional CRISPR based nga mga pamaagi kasagarang makagugol ug panahon ug labor intensive tungod sa daghang pamaagi lakip na ang nucleic acid extraction, amplification ug CRISPR detection.Ang pagkaladlad sa mga likido sa hangin mahimong makadugang sa kahigayonan sa sayop nga positibo nga mga resulta.Gihatag sa ibabaw, ang mga sistema nga nakabase sa CRISPR nanginahanglan kaayo sa pag-optimize.
Ang usa ka pneumatically controlled microfluidic nga plataporma nga makahimo sa 24 nga mga pag-analisa nga managsama ang naugmad alang sa CRISPR-Cas12a ug CRISPR-Cas13a nga mga aplikasyon sa detection [91].Ang sistema nasangkapan sa usa ka fluorescence detection device nga nag-bypass sa nucleic acid amplification ug awtomatik nga nakamatikod sa femtomolar DNA ug RNA samples.Chen ug uban pa.[92] integrated recombinase amplification uban sa CRISPR-Cas12a nga sistema sa centrifugal microfluidics (Fig. 5a).Kini nga trabaho nakabuntog sa kalisud sa paghiusa niining duha ka proseso tungod kay ang Cas12a makahilis sa messenger DNA ug makapugong sa proseso sa pagpadako.Dugang pa, si Chen et al.[92] dugang nga gitipigan daan ang mga reaksyon nga reagent sa usa ka centrifugal microfluidic control aron awtomatiko nga makompleto ang tibuuk nga proseso.Sa laing trabaho, Silva et al.[93] nakamugna ug diagnostic method nga walay CRISPR/Cas12a amplification ug usa ka smartphone nga maka detect sa SARS-CoV-2 (Fig. 5b).Kini nga assay, nailhan nga cell phone-based amplification-free system, naglakip sa CRISPR/Cas-dependent enzyme nga gibase sa smartphone visualization sa catalase-generated bubble signal sa microfluidic channels.Sensitibo nga pagkakita nga wala pay 50 ka kopya/µl sa nucleic acid nga walay pre-amplification, ang tibuok proseso gikan sa sample injection ngadto sa signal reading nagkinahanglan lang ug 71 minutos.
Mga pamaagi sa pagtuki sa nucleic acid base sa CRISPR.Centrifugal POCT alang sa integrated molecular diagnostics base sa CRISPR (gipahiangay gikan sa [92]).b Pag-uswag sa pagsulay sa CASCADE alang sa pagtuki nga nakabase sa smartphone sa SARS-CoV-2 (gipasibo gikan sa [93]).RAA recombinase amplification, PAM kasikbit nga protospacer motif, CRISPR clustered short palindromic repeats sa regular intervals, CASCADE system nga walay cell phone amplification nga adunay CRISPR/CAS-dependent enzymes, 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride EDC
Ingon ang katapusang lakang sa pagtuki sa nucleic acid, ang pagtuki sa signal direkta nga nagpakita sa mga resulta sa diagnostic ug usa ka kritikal nga hinungdan sa pagpauswag sa usa ka episyente, sensitibo, ug tukma nga POCT.Ang mga signal mahimong mabasa gamit ang lainlaing mga pamaagi sama sa fluorescent, electrochemical, colorimetric ug magnetic nga mga estratehiya.Niini nga seksyon, among gihulagway ang katarungan alang sa matag pamaagi ug itandi ang molekular nga diagnostics sa makatakod nga mga sakit sa microfluidics.
Ang mga estratehiya nga nakabase sa fluorescence kaylap nga gigamit alang sa POCT diagnostics sa makatakod nga mga sakit tungod sa ilang talagsaon nga mga bentaha sa maayo kaayo nga pagkasensitibo, ubos nga gasto, kasayon ​​sa operasyon, ug pagtuki sa punto sa pag-atiman [94, 95].Kini nga mga estratehiya naggamit sa mga gimarkahan nga fluorophores sama sa fluorescent dyes ug nanomaterials aron makahimo og usa ka makit-an nga signal (fluorescence enhancement o quenching).Kini nga pagpangita nagsugyot nga ang mga estratehiya nga nakabase sa fluorescence mahimong bahinon ngadto sa direkta nga fluorescent labeling, signal-on, ug signal-off nga fluorescent detection [96].Ang direkta nga fluorescent label detection naggamit ug espesyal nga fluorescent nga mga label aron sa pag-label sa mga piho nga ligand nga makamugna og usa ka piho nga gidaghanon sa fluorescence kung pilion nga gigapos sa usa ka target.Para sa signal-based fluorescence detection, ang kalidad sa fluorescent signal positibo nga may kalabutan sa kadako sa interes.Ang intensity sa fluorescence gamay ra kung wala ang target ug makit-an kung adunay igo nga kantidad sa target.Sa kasukwahi, ang intensity sa fluorescence nga nakit-an sa "signal-off" nga fluorescence inversely proportional sa gidaghanon sa target, sa sinugdanan nakaabot sa pinakataas nga kantidad ug anam-anam nga nagkunhod samtang ang target gipadak-an.Pananglitan, gamit ang CRISPR-Cas13a target-dependent trans-cleavage nga mekanismo, Tian et al.[97] nakamugna ug bag-ong estratehiya sa pag-ila aron makit-an ang mga RNA nga direkta nga mo-bypass sa reverse transcription (Fig. 6a).Sa paggapos sa mga komplementaryong target nga RNA, ang CRISPR-Cas13-RNA complex mahimong ma-activate, nga magpahinabog transcollateral cleavage sa dili piho nga reporter RNAs.Ang fluorescently nga gimarkahan nga reporter [fluorophore (F)] gipalong sa quencher (Q) nga wala’y hunong ug nag-fluoresce kung gibuak sa gi-aktibo nga komplikado.
Ang bentaha sa electrochemical detection mao ang taas nga detection speed, sayon ​​nga produksyon, ubos nga gasto, sayon ​​nga dad-on ug awtomatikong kontrol.Kini usa ka kusgan nga pamaagi sa pagtuki alang sa mga aplikasyon sa POCT.Base sa graphene field-effect transistors Gao et al.[98] nakahimo og nanobiosensor alang sa multiplex detection sa Lyme disease antigens gikan sa Borrelia burgdorferi bacteria nga adunay limit sa detection nga 2 pg/mL (Fig. 6b).
Ang mga colorimetric nga assay gigamit sa mga aplikasyon sa POCT, nga nakabenepisyo gikan sa mga bentaha sa pagkadaladala, mubu nga gasto, kadali sa pag-andam, ug biswal nga pagbasa.Ang colorimetric detection mahimong mogamit sa oksihenasyon sa peroxidase o peroxidase-like nanomaterials, ang aggregation sa nanomaterials, ug ang pagdugang sa indicator dyes aron ma-convert ang impormasyon mahitungod sa presensya sa target nucleic acid ngadto sa makita nga mga kausaban sa kolor [99, 100, 101].Ilabi na, ang mga nanopartikel nga bulawan kaylap nga gigamit sa pagpauswag sa mga estratehiya sa colorimetric, ug tungod sa ilang katakus nga maaghat ang paspas ug hinungdanon nga mga pagbag-o sa kolor, adunay nagkadako nga interes sa pag-uswag sa POCT colorimetric nga mga plataporma alang sa in situ nga pagdayagnos sa makatakod nga mga sakit [102].Uban sa usa ka integrated centrifugal microfluidic device [103], ang foodborne pathogens sa kontaminado nga mga sample sa gatas mahimong awtomatik nga mahibal-an sa lebel sa 10 nga mga selula sa bakterya, ug ang mga resulta mahimong mabasa nga makita sulod sa 65 minutos (Fig. 6c).
Ang mga teknik sa magnetic sensing mahimong tukma nga makamatikod sa mga analyte gamit ang mga magnetic nga materyales, ug adunay daghang interes sa mga aplikasyon sa POCT sa bag-ohay nga mga dekada.Ang mga teknik sa magnetic sensing adunay pipila ka talagsaon nga mga bentaha sama sa mubu nga gasto nga magnetic nga mga materyales kaysa mahal nga optical nga mga sangkap.Bisan pa, ang paggamit sa usa ka magnetic field makapauswag sa pagkaayo sa pagkakita ug makapamenos sa oras sa pag-andam sa sample [104].Dugang pa, ang mga resulta sa magnetic probing nagpakita sa taas nga espesipiko, pagkasensitibo, ug taas nga signal-to-noise ratio tungod sa dili importante nga magnetic background signal sa biological samples [105].Sharma ug uban pa.gisagol ang usa ka magnetic tunnel junction based biosensor sa usa ka portable microchip platform.[106] para sa multiplex detection sa mga pathogens (Fig. 6d).Ang mga biosensor sensitibo nga nakamatikod sa mga subnanomolar nucleic acid nga nahimulag gikan sa mga pathogen.
Kasagaran nga pamaagi sa pag-ila sa signal.Ang konsepto sa hyperlocalized detection sa Cas13a (gipahiangay gikan sa [97]).b Graphene nanobiosensor FET sa kombinasyon sa Lyme GroES scFv (gipahiangay gikan sa [98]).c Colorimetric indications alang sa multiplex detection sa foodborne pathogens sa usa ka centrifugal microfluidic chip: No. 1 ug No. 3 samples nga adunay target pathogens, ug No. 2, No. 4 ug No. 5 samples nga walay target pathogens (gipahiangay gikan sa [103]) .d Biosensor base sa magnetic tunnel junction, lakip ang usa ka plataporma, usa ka built-in blocking amplifier, usa ka control unit, ug usa ka power supply alang sa signal generation/acquisition (gipahiangay gikan sa [106]).GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA polymethyl methacrylate
Bisan pa sa maayo kaayo nga mga kinaiya sa mga pamaagi sa pag-ila sa ibabaw, sila adunay mga kakulangan.Kini nga mga pamaagi gitandi (talaan 1), lakip ang pipila ka mga aplikasyon nga adunay mga detalye (pros ug kontra).
Uban sa pag-uswag sa microfluidics, microelectromechanical system, nanotechnology ug mga materyales nga siyensiya, ang paggamit sa microfluidic chips alang sa pag-ila sa makatakod nga mga sakit kanunay nga nag-uswag [55,96,107,108].Ang tukma nga pagmaniobra sa gagmay nga kagamitan ug mga likido nakatampo sa pagkasibu sa diagnostic ug pagkaepektibo sa gasto.Busa, alang sa dugang nga kalamboan, ang mga paningkamot gihimo aron sa pag-optimize ug pag-upgrade sa mga chips, nga miresulta sa nagkalain-laing microfluidic chips nga adunay lain-laing mga istruktura ug mga gimbuhaton.Dinhi atong gipaila-ila sa makadiyot ang pipila ka komon nga mga matang sa microfluidic nga mga plataporma ug itandi ang ilang mga kinaiya (pros ug cons).Dugang pa, kadaghanan sa mga panig-ingnan nga gilista sa ubos nagpunting sa panguna sa pagsukol sa SARS-CoV-2.
Ang mga LOCC mao ang labing komon nga miniaturized complex analytical system ug ang ilang mga operasyon kay miniaturized, integrated, automated ug parallelize gikan sa sample injection ug preparasyon, flow control ug liquid detection [109, 110].Ang mga likido gimaniobra pinaagi sa maampingong gidisenyo nga geometry ug ang interaksyon sa daghang pisikal nga mga epekto sama sa pressure gradients, capillary action, electrodynamics, magnetic field ug acoustic waves [111].Ang LOCC nagpakita og maayo kaayo nga mga bentaha sa high-throughput screening ug multiple detection, nga adunay paspas nga pagtuki sa speed, gamay nga sample size, ubos nga konsumo sa kuryente, ug taas nga pagdumala ug kahusayan sa operasyon;bisan pa, ang mga aparato sa LOCC delikado kaayo, ug paghimo, pagputos, ug pag-interface.Bisan pa, ang multiplexing ug paggamit pag-usab nag-atubang sa daghang mga kalisud [96].Kung itandi sa ubang mga platform, ang LOCC adunay talagsaon nga mga bentaha sa mga termino sa labing kadaghan nga pagkalainlain sa aplikasyon ug labing maayo nga pagkaangay sa teknolohiya, apan ang mga disbentaha niini klaro usab, nga mao ang taas nga pagkakomplikado ug dili maayo nga pag-usab.Ang pagsalig sa mga eksternal nga bomba, nga kasagaran dako ug mahal, dugang nga naglimite sa ilang paggamit sa POCT.
Atol sa COVID-19 outbreak, ang LOCC nakadawat og daghang pagtagad.Sa parehas nga oras, adunay daghang mga bag-ong chip nga naghiusa sa daghang mga teknolohiya.Pananglitan, ang mga smartphone kay kaylap na nga gigamit isip portable analytics device ug adunay dakong potensyal alang sa LOCC integration.Sun ug uban pa.[21] naghimo ug microfluidic chip nga nagtugot sa multiplexing sa piho nga nucleic acid sequences sa lima ka mga pathogens, lakip ang SARS-CoV-2, gamit ang LAMP ug gi-analisa kini gamit ang smartphone sulod sa 1 ka oras pagkahuman sa reaksyon.Ingon sa laing pananglitan, Sundah et al.[112] naghimo ug molecular switch [catalytic amplification pinaagi sa molecular transition state switch (CATCH)] para sa direkta ug sensitibo nga pagkakita sa mga target sa SARS-CoV-2 RNA gamit ang mga smartphone. Ang CATCH nahiuyon sa madaladala nga LOCC ug nakab-ot ang labaw nga pasundayag (gibana-bana nga 8 RNA nga mga kopya / μl; <1 h sa temperatura sa lawak) [112]. Ang CATCH nahiuyon sa madaladala nga LOCC ug nakab-ot ang labaw nga pasundayag (gibana-bana nga 8 RNA nga mga kopya / μl; <1 h sa temperatura sa lawak) [112]. CATCH совместим с портативным LOCC и обеспечивает превосходную производительность (примерно 8 копий РНК/мклт; Ang CATCH nahiuyon sa madaladala nga LOCC ug naghatag og maayo nga throughput (gibana-bana nga 8 RNA nga mga kopya/µl; <1 h sa temperatura sa lawak) [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 котр; Ang CATCH nahiuyon sa madaladala nga mga LOCC ug adunay maayo kaayo nga performance (gibana-bana nga 8 RNA nga mga kopya/µl; <1 ka oras sa temperatura sa lawak) [112].Dugang pa, ang mga aparato sa LOCC alang sa mga diagnostic sa molekula naggamit usab pipila nga mga puwersa sa pagmaneho sama sa vacuum, stretch, ug mga natad sa kuryente.Kang et al.[113] nagpakita sa usa ka real-time, ultra-fast nanoplasma-on-a-chip PCR alang sa paspas ug quantitative diagnosis sa COVID-19 sa field gamit ang vacuum plasmonic liquid PCR chip.Li ug uban pa.[114] pagkahuman nakamugna og usa ka stretch-driven microfluidic chip nga nakapahimo sa pagdayagnos sa COVID-19.Gigamit sa plataporma ang RT-LAMP amplification system aron mahibal-an kung ang usa ka sample positibo o negatibo sa kalidad.Pagkahuman, Ramachandran et al.[115] nakab-ot ang angay nga electric field gradients gamit ang isotachophoresis (ITP), usa ka pinili nga ion focusing technique nga gipatuman sa microfluidics.Uban sa ITP, ang target nga RNA gikan sa hilaw nga nasopharyngeal swab sample mahimong awtomatikong maputli.Unya Ramachandran et al.[115] Ang paghiusa niining ITP purification sa ITP-enhanced LAMP ug CRISPR assays nakamatikod sa SARS-CoV-2 sa human nasopharyngeal swab ug clinical specimens sa mga 35 minutos.Dugang pa, ang bag-ong mga ideya kanunay nga mitumaw.Jadhav ug uban pa.[116] misugyot og diagnostic scheme base sa surface-enhanced Raman spectroscopy inubanan sa microfluidic device nga adunay sulod nga vertically oriented gold/silver-coated carbon nanotubes o disposable electrospun micro/nanotubes.Ang membrane-functionalized built-in nga filter microchannels kay disposable.Ang aparato nag-adsorp sa mga virus gikan sa lainlaing mga likido sa lawas / exudations sama sa laway, nasopharynx ug luha.Busa, ang titer sa virus daghan ug ang virus mahimong tukma nga mailhan pinaagi sa Raman nga pirma.
Ang LOAD usa ka centrifugal microfluidic nga plataporma diin ang tanan nga mga proseso kontrolado sa usa ka frequency protocol nga nagtuyok sa usa ka microstructured substrate [110].Ang LOAD device gihulagway pinaagi sa paggamit sa centrifugal force isip usa ka importante nga puwersa sa pagmaneho.Ang mga likido gipailalom usab sa mga pwersa sa capillary, Euler ug Coriolis.Gamit ang usa ka aparato nga centrifuge, ang mga pag-analisar gihimo sa padayon nga operasyon sa likido gikan sa usa ka radial pasulod hangtod sa gawas nga posisyon, nga giwagtang ang panginahanglan alang sa dugang nga eksternal nga tubo, mga bomba, mga actuator, ug mga aktibo nga balbula.Sa laktud, ang usa ka paagi sa pagkontrol nagpasimple sa operasyon.Ang mga pwersa nga naglihok sa likido sa parehas nga microfluidic channel sa parehas nga gilay-on gikan sa sentro sa pagkarga managsama, nga nagpaposible nga masubli ang istruktura sa channel.Busa, ang mga kagamitan sa LOAD mas simple ug mas ekonomikanhon sa pagdesinyo ug paghimo kay sa naandan nga kagamitan sa LOCC, samtang ang mga reaksyon sa kadaghanan independente ug parallelized;bisan pa, tungod sa taas nga mekanikal nga kusog sa centrifugal nga kagamitan, ang magamit nga materyal sa chip limitado ug ang gagmay nga mga volume lisud.ngadto sa sakyanan.Sa samang higayon, kadaghanan sa LOAD nga mga himan gidisenyo alang sa usa ka paggamit lamang, nga mahal alang sa dinagkong pagtuki [96, 117, 118, 119].
Sa bag-ohay nga mga dekada, ang LOAD, nga gikonsiderar nga usa sa labing gisaad nga microfluidic nga mga aparato, nakadawat daghang atensyon gikan sa mga tigdukiduki ug mga tiggama.Sa ingon, ang LOAD nakakuha og halapad nga pagdawat ug gigamit alang sa molekular nga diagnostic sa makatakod nga mga pathogen [120, 121, 122, 123, 124], labi na sa panahon sa pag-ulbo sa COVID-19.Pananglitan, sa katapusan sa 2020, Ji et al.[60] nagpakita ug direktang RT-qPCR assay para sa paspas ug automated nga parallel detection sa SARS-CoV-2 ug influenza A ug B nga mga impeksyon sa throat swab specimens.Unya si Xiong et al.[74] nagpresentar ug LAMP-integrated discoid microfluidic platform para sa paspas, tukma, ug dungan nga pagtuki sa pito ka human respiratory coronaviruses, lakip ang SARS-CoV-2, sulod sa 40 minutos.Sa sayong bahin sa 2021, de Oliveira et al.[73] nagpakita ug polystyrene toner centrifugal microfluidic chip, mano-mano nga gipaandar gamit ang fingertip rotator, para sa RT-LAMP molecular diagnosis sa COVID-19.Pagkahuman, si Dignan et al.[39] nagpresentar ug usa ka automated portable centrifuge microdevice para sa pagputli sa SARS-CoV-2 RNA direkta gikan sa buccal swab sections.Medved ug uban pa.Gisugyot sa [53] ang usa ka inline nga SARS-CoV-2 aerosol sampling system nga adunay gamay nga volume nga nagtuyok nga microfluidic fluorescent chip nga adunay limitasyon sa pagkakita nga 10 ka kopya/μL ug usa ka minimum nga threshold sa siklo nga 15 minuto.Suarez ug uban pa.[75] bag-o lang nagtaho sa pag-uswag sa usa ka integrated modular centrifugal microfluidic nga plataporma alang sa direktang pagkakita sa SARS-CoV-2 RNA sa heat-inactivated nasopharyngeal swab samples gamit ang LAMP.Kini nga mga pananglitan nagpakita sa daghang mga benepisyo ug saad sa LOAD sa molekular nga diagnostics sa COVID-19.
Niadtong 1945 si Muller ug Clegg [125] unang nagpresentar sa mga microfluidic channel sa papel gamit ang filter nga papel ug paraffin.Sa 2007, ang Whitesides nga grupo [126] nagmugna sa unang functional nga plataporma sa papel alang sa protina ug glucose testing.Ang papel nahimong usa ka sulundon nga substrate alang sa microfluidics.Ang papel adunay kinaiyanhon nga mga kabtangan sama sa hydrophilicity ug porous nga istruktura, maayo kaayo nga biocompatibility, gaan nga gibug-aton, pagka-flexible, pagkapilo, mubu nga gasto, kadali sa paggamit ug kasayon.Ang mga klasikal nga µPAD naglangkob sa hydrophilic/hydrophobic nga mga istruktura nga gitukod sa mga substrate nga papel.Depende sa three-dimensional nga istruktura, ang μPADs mahimong bahinon sa two-dimensional (2D) ug three-dimensional (3D) μPADs.Ang 2D µPADs gihimo pinaagi sa pagporma sa hydrophobic boundaries aron maporma ang microfluidic channels, samtang ang 3D µPADs sagad gihimo gikan sa mga stack sa mga layer sa 2D microfluidic nga papel, usahay pinaagi sa pagpilo sa papel, mga teknik sa slip, open channel, ug 3D printing [96].Ang tubigon o biyolohikal nga mga pluwido sa μPAD panguna nga gikontrolar sa puwersa sa kapilarya nga walay eksternal nga tinubdan sa kuryente, nga nagpasayon ​​sa pre-storage sa mga reagents, sample handling, ug multiplex detection.Bisan pa, ang tukma nga pagkontrol sa pag-agos ug pag-detect sa multiplex gibabagan sa dili igo nga katulin sa pagkakita, pagkasensitibo, ug pagkagamit pag-usab [96, 127, 128, 129, 130].
Ingon usa ka dili kasagaran nga platform sa microfluidic, ang μPAD kaylap nga gipasiugda ug gipalambo alang sa molekular nga diagnosis sa makatakod nga mga sakit sama sa HCV, HIV, ug SARS-CoV-2 [131, 132].Alang sa pinili ug sensitibo nga pagtuki sa HCV, Tengam et al.[133] nakamugna og usa ka nobela nga biosensor base sa fluorescent nga papel gamit ang usa ka espisipiko kaayong nucleic acid probe base sa pyrrolidinyl peptide.Ang mga nucleic acid kay covalently immobilized sa partially oxidized cellulose nga papel pinaagi sa reductive alkylation tali sa amino groups ug aldehyde groups, ug ang detection gibase sa fluorescence.Kini nga mga signal mabasa sa usa ka espesyal nga gihimo nga gadyet nga adunay madaladala nga fluorescent camera inubanan sa usa ka camera sa cell phone.Pagkahuman, si Lu et al.[134] nagdisenyo ug usa ka paper-based flexible electrode base sa nickel/gold nanoparticles/carbon nanotubes/polyvinyl alcohol organometallic framework composites para sa HIV target detection pinaagi sa DNA hybridization gamit ang methylene blue isip DNA redox indicator.Bag-ohay lang, Chowdury et al.[135] nagpresentar ug hypothetical nga disenyo sa plataporma para sa point-of-care µPAD testing gamit ang hilaw nga laway sa pasyente inubanan sa LAMP ug portable imaging technology para sa COVID-19 analyte detection.
Ang mga pagsulay sa lateral flow naggiya sa mga pluwido pinaagi sa mga pwersa sa capillary ug nagkontrol sa paglihok sa fluid pinaagi sa pagkabasa ug mga kinaiya sa porous o microstructured substrates.Ang lateral flow device naglangkob sa sample, conjugate, incubator ug detection, ug absorbent pads.Ang mga molekula sa nucleic acid sa LFA nag-ila sa piho nga mga binder nga gitipigan nang daan sa binding site ug nagbugkos isip mga complex.Samtang ang likido moagi sa incubation ug detection plates, ang mga complex makuha sa mga molekula sa pagdakop nga nahimutang sa test ug control lines, nga nagpakita sa mga resulta nga mabasa direkta sa mata.Kasagaran, ang LFA mahimong makompleto sa 2-15 minuto, nga mas paspas kaysa tradisyonal nga pagkadiskobre.Tungod sa espesyal nga mekanismo, ang LFA nagkinahanglan og pipila ka mga operasyon ug wala magkinahanglan og dugang nga kagamitan, nga naghimo niini nga user-friendly.Sayon ang paghimo ug pag-miniaturize, ug ang gasto sa mga substrate nga nakabase sa papel mas ubos.Bisan pa, kini gigamit lamang alang sa qualitative analysis, ug ang quantitative detection lisud kaayo, ug ang multiplexing nga abilidad ug throughput limitado kaayo, ug usa lamang ka igo nga nucleic acid ang mamatikdan sa usa ka higayon [96,110,127].
Bisan kung kadaghanan sa mga aplikasyon sa LFA naka-focus sa immunoassays, ang paggamit sa LFA alang sa molecular diagnostics sa microfluidic chips epektibo usab ug popular [136].Sa kaso sa hepatitis B virus, HIV ug SARS-CoV-2 LFA Gong et al.Gisugyot sa [137] ang usa ka up-conversion nanoparticle LFA nga plataporma ug gipakita ang versatility niining miniaturized ug portable nga plataporma pinaagi sa sensitibo ug quantitative detection sa daghang mga target sama sa HBV nucleic acid.Dugang pa, si Fu et al.[138] nagpakita ug usa ka nobela nga LFA base sa surface-enhanced Raman spectroscopy alang sa quantitative analysis sa HIV-1 DNA sa ubos nga konsentrasyon.Alang sa paspas ug sensitibo nga pagkakita sa SARS-CoV-2, Liu et al.[85] nakamugna og microfluidic-integrated RPA lateral flow analysis pinaagi sa paghiusa sa RT-RPA ug usa ka universal lateral flow detection system ngadto sa usa ka microfluidic system.
Ang paggamit sa lain-laing mga microfluidic plataporma magkalainlain depende sa piho nga mga pagtuon, nga nagpahimulos sa hingpit sa mga kapabilidad ug mga bentaha sa mga plataporma.Uban sa barato nga mga balbula, mga bomba ug mga duct, ang LOCC mao ang labing komprehensibo nga plataporma alang sa pagkalainlain sa aplikasyon ug interoperability nga adunay labing dako nga lawak alang sa kalamboan.Busa, naglaum kami ug nagrekomendar nga ang pinakabag-o nga mga pagtuon himuon sa LOCC isip unang pagsulay ug nga ang mga kondisyon ma-optimize.Dugang pa, ang mas episyente ug tukma nga mga pamaagi gilauman nga madiskobrehan ug magamit sa sistema.Ang LOAD milabaw sa tukma nga pagkontrol sa mga pluwido gikan sa kasamtangan nga LOCC nga mga himan ug nagpakita sa talagsaon nga mga bentaha sa single drive pinaagi sa centrifugal force nga wala magkinahanglan og external drives, samtang ang parallel nga mga tubag mahimong magkabulag ug magkadungan.Sa ingon, sa umaabot, ang LOAD mahimong panguna nga platform sa microfluidic nga adunay gamay nga manual nga operasyon ug labi ka hamtong ug awtomatiko nga mga teknolohiya.Ang µPAD nga plataporma naghiusa sa mga benepisyo sa LOCC ug mga materyales nga nakabase sa papel alang sa mubu nga gasto, usa ka gamit nga diagnostic.Busa, ang umaabot nga pag-uswag kinahanglan nga magpunting sa kombenyente ug maayo nga natukod nga mga teknolohiya.Dugang pa, ang LFA maayo nga haum alang sa hubo nga pagkakita sa mata, nga nagsaad nga makunhuran ang pagkonsumo sa sample ug mapadali ang pagkakita.Ang usa ka detalyado nga pagtandi sa plataporma gipakita sa Talaan 2.
Ang digital nga pag-analisa nagbahin sa sample ngadto sa daghang microreactors, ang matag usa niini adunay discrete nga gidaghanon sa target molecules [139, 140].Ang digital assays nagtanyag ug mahinungdanong mga bentaha sa paghimo sa hingpit nga quantitation pinaagi sa paghimo sa liboan ka parallel biochemical nga mga eksperimento nga dungan ug tagsa-tagsa sa micron scale compartments imbes sa padayon nga hugna.Kung itandi sa tradisyonal nga microfluidics, ang mga reaksyon sa kompartamento makapakunhod sa gidaghanon sa sample, makadugang sa pagkaepisyente sa reaksyon, ug dali nga ma-integrate sa uban pang mga pamaagi sa pag-analisar nga dili kinahanglan ang mga kanal, bomba, balbula, ug mga compact nga disenyo [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147] .Ang mosunod nga duha ka mga pamaagi gigamit sa digital assays aron makab-ot ang uniporme ug tukma nga pagbulag sa mga solusyon, lakip ang mga reagents ug mga sample sama sa mga selula, nucleic acid, ug uban pang mga partikulo o molekula: (1) drop emulsions pagpahimulos sa liquid interface instability;(2) array division gihimo pinaagi sa geometric nga mga limitasyon sa device.Sa una nga pamaagi, ang mga tinulo nga adunay sulud nga mga reagents ug mga sample sa mga microchannel mahimong mabuhat pinaagi sa mga passive nga pamaagi sama sa co-current, crossflow, pag-focus sa dagan, staged emulsification, microchannel emulsification, ug mga lamad pinaagi sa viscous shear forces ug emulsification nga adunay pagbag-o sa channel.localization [143, 145, 146, 148, 149] o paggamit sa mga aktibong pamaagi [150, 151], nga nagpaila sa dugang nga enerhiya pinaagi sa electrical, magnetic, thermal ug mechanical control.Sa ulahing pamaagi, ang labing maayo nga fluid volume uniformity sa microfluidic chambers gipaambit pinaagi sa pagpabilin sa spatial structures nga parehas ang gidak-on, sama sa micropits ug surface arrays [152,153,154].Talagsaon, ang mga tinulo mao ang mga dagkong seksyon sa pag-agos nga mahimo usab nga mabuhat ug mamanipula sa mga arrays sa electrode base sa digital microfluidics (DMF).Ang electrowetting sa dielectrics usa sa labing maayo nga gitun-an nga mga teorya sa DMF, tungod kay ang electrowetting sa dielectrics nagtugot sa tukma nga pagmaniobra sa mga indibidwal nga pagtulo, pagkontrol sa porma sa likido ug asymmetric nga mga signal sa kuryente nga moagi sa lainlaing mga kilid [141, 144].Ang mga nag-unang operasyon nga adunay mga tinulo sa DMF naglakip sa paghan-ay, pagbahin, ug paghiusa [151, 155, 156], nga mahimong magamit sa lainlaing natad sa pag-analisar, labi na sa pagtuki sa molekula [157, 158, 159].
Ang digital nucleic acid detection kay usa ka ikatulo nga henerasyon nga molecular diagnostic technology nga nagsunod sa conventional PCR ug quantitative real-time PCR (qPCR), nga susama sa high-throughput sequencing ug liquid biopsy.Sa miaging duha ka dekada, ang digital nucleic acid paspas nga naugmad sa natad sa molecular diagnostics sa makatakod nga mga pathogens [160, 161, 162].Ang hingpit nga pag-ihap sa digital nucleic acid detection nagsugod sa pag-pack sa mga sample ug reagents ngadto sa tagsa-tagsa nga mga compartment aron masiguro nga ang matag target sequence adunay parehas nga posibilidad sa pagsulod sa matag indibidwal nga compartment.Sa teoriya, ang matag seksyon mahimong ma-assign sa daghang target nga han-ay, o mahimo nga walay independente nga microreaction system.Pinaagi sa lain-laing mga mekanismo sa sensing nga gihulagway sa ibabaw, ang mga compartment nga adunay microbial target sequence nga makamugna og mga signal sa ibabaw sa usa ka threshold mahimong makita sa mata o sa usa ka makina ug gimarkahan nga positibo, samtang ang ubang mga compartment nga nagmugna og mga signal ubos sa threshold gimarkahan nga positibo. .negatibo, nga naghimo sa signal alang sa matag seksyon nga usa ka boolean.Busa, pinaagi sa pagkuwenta sa gidaghanon sa mga compartment nga gihimo ug sa rate sa positibong resulta human sa reaksyon, ang orihinal nga mga kopya sa mga sample sample mahimong ipares gamit ang Poisson distribution formula nga wala magkinahanglan og standard curve, nga gikinahanglan alang sa naandan nga quantitative analysis sama niini. ingon qPCR.[163] Kon itandi sa tradisyonal nga molecular diagnostic nga mga pamaagi, ang digital nucleic acid detection adunay mas taas nga lebel sa automation, mas taas nga analysis speed ug sensitivity, mas gamay nga reagents, dili kaayo kontaminasyon, ug mas simple nga disenyo ug paghimo.Tungod niini nga mga hinungdan, ang paggamit sa digital assays, labi na ang drop-based nga mga pamaagi, para sa molecular diagnostics, paghiusa sa amplification ug signal readout techniques, maayo nga gitun-an sa panahon sa kritikal nga outbreak sa SARS-CoV-2.Pananglitan, Yin et al.[164] gihiusa nga droplet digital ug paspas nga mga pamaagi sa PCR aron mahibal-an ang ORF1ab, N, ug RNase P nga mga gene sa SARS-CoV-2 sa usa ka microfluidic chip.Ilabi na, ang sistema nakahimo sa pag-ila sa usa ka positibo nga signal sulod sa 115 segundos, nga mas paspas kay sa naandan nga PCR, nga nagpakita sa pagka-epektibo niini sa point-of-care detection (Figure 7a).Dong ug uban pa.[165], Sow et al.[157], Chen et al.[166] ug Alteri et al.[167] gi-apply usab ang droplet digital PCR (ddPCR) aron makit-an ang SARS-CoV-2 sa usa ka microfluidic system nga adunay impresibong resulta.Aron sa dugang nga pagpalambo sa detection rate, Shen et al.[168] nakab-ot ang ddPCR-based chip imaging sa labing gamay nga 15 s nga wala gamita ang mga teknik sa pagtahi sa imahe, nga nagpadali sa proseso sa teknolohiya sa ddPCR gikan sa lab hangtod sa aplikasyon.Dili lamang ang mga pamaagi sa pagpadako sa thermal sama sa PCR ang gigamit, apan gigamit usab ang mga pamaagi sa pagpadako sa isothermal aron mapasimple ang mga kondisyon sa reaksyon ug paspas nga pagtubag.Lu ug uban pa.[71] nagpalambo sa SlipChip para sa pagtuki sa tinulo, makahimo sa pagmugna og mga tinulo sa lain-laing mga gidak-on sa taas nga densidad sa usa ka lakang ug pag-ihap sa SARS-CoV-2 nucleic acid gamit ang digital LAMP (Figure 7b).Ingon usa ka paspas nga nag-uswag nga teknolohiya, ang CRISPR mahimo usab nga adunay hinungdanon nga papel sa digital nucleic acid detection pinaagi sa kombenyente nga colorimetric imaging nga wala kinahanglana ang dugang nga mga lama sa nucleic acid.Ackerman ug uban pa.nakahimo og combinatorial matrix nga reaksyon alang sa multiplex nga pagtimbang-timbang sa mga nucleic acid.[158] nakit-an ang 169 nga mga virus nga kauban sa tawo, lakip ang SARS-CoV-2, sa mga tinulo nga adunay sulud nga CRISPR-Cas13 nga nakabase sa nucleic acid detection reagents sa usa ka microwell assay (Figure 7c).Dugang pa, ang isothermal amplification ug CRISPR nga teknolohiya mahimong magamit sa parehas nga sistema aron makombinar ang mga benepisyo sa duha.Park ug uban pa.[169] Usa ka CRISPR/Cas12a digital assay ang gihimo sa usa ka komersyal nga microfluidic chip alang sa pag-ila sa gikuha ug gipamatay sa init nga SARS-CoV-2 base sa usa ka yugto nga RT-RPA nga adunay mas mubo ug mas taas nga signal-to-background detection ratio sa panahon., mas lapad nga dynamic range ug mas maayo nga pagkasensitibo (Fig. 7d).Ang pipila ka mga paghulagway niini nga mga pananglitan gihatag sa Talaan 3.
Kasagaran nga digital nga plataporma alang sa pagtuki sa nucleic acid.a Ang paspas nga digital PCR workflow naglangkob sa upat ka yawe nga mga lakang: pag-andam sa sample, pag-apod-apod sa sagol nga reaksyon, proseso sa pagpadako, ug target nga quantification (gipahiangay gikan sa [164]).b Schematic nga nagpakita sa pagtuki sa SlipChip droplets alang sa droplet formation sa taas nga density (gipahiangay gikan sa [71]).c CARMEN-Cas workflow diagram13 (gipahiangay gikan sa [158]).d Overview sa advanced digital virus detection uban sa CRISPR/Cas sa usa ka kaldero (gipahiangay gikan sa [169]).W/O water-in-oil, polydimethylsiloxane PDMS, PCR polymerase chain reaction, DAQ data collection, PID proportional integral derivative, CARMEN combinatorial matrix reaction para sa multiplex nucleic acid evaluation, SARS-CoV-2, severe acute respiratory syndrome, coronavirus 2 , RT Amplification sa reverse transcriptase recombinase polymerase-RPA, S/B signal sa background