ዜና

ተላላፊ በሽታዎችን ለመለየት ባህላዊ የመመርመሪያ ስልቶች የቤንችቶፕ መሳሪያዎችን መጠቀም ለነጥብ እንክብካቤ ምርመራ (POCT) መጠቀምን ይጠይቃል.ብቅ እያለቀሩ ማይክሮፋሊዮዲኮች ለጾም, ዝቅተኛ ወጪ, ትክክለኛ የጣቢያ-ጣቢያ ምርመራዎች አማራጮችን አማራጭ የሆነ አነስተኛ, በራስ-ሰር, እና የተቀናጀ ቴክኖሎጂ ነው.ሞለኪውላዊ የመመርመሪያ ዘዴዎች በማይክሮፍሉዲክ መሳሪያዎች ውስጥ በሽታ አምጪ ተህዋስያንን ለመለየት በጣም ውጤታማ የሆኑት ዘዴዎች በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ.ይህ ግምገማ በአካዳሚክ እና በኢንዱስትሪ እይታ ውስጥ በማይክሮፍሉይድ ላይ የተመሰረተ ሞለኪውላዊ ምርመራ ተላላፊ በሽታዎች የቅርብ ጊዜ እድገቶችን ያጠቃልላል።በመጀመሪያ፣ የናሙና ቅድመ-ህክምና፣ ማጉላት እና የምልክት ንባብን ጨምሮ የተለመደው የኒውክሊክ አሲዶችን በቺፕ ሂደት እንገልፃለን።የአራቱ ዓይነቶች የማይክሮፍሉዲክ መድረኮች ባህሪያት, ጥቅሞች እና ጉዳቶች ይነጻጸራሉ.በመቀጠል, የኒውክሊክ አሲዶችን ፍፁም መጠን ለመለካት የዲጂታል ትንታኔዎችን አጠቃቀም እንነጋገራለን.ሁለቱም ክላሲካል እና የቅርብ ጊዜ የንግድ በማይክሮፍሉይዲክ ላይ የተመሰረቱ ሞለኪውላዊ መመርመሪያ መሳሪያዎች የገበያውን ወቅታዊ ሁኔታ በማስረጃነት ጠቅለል አድርገው ቀርበዋል።በመጨረሻም, ለተላላፊ በሽታዎች ማይክሮፍሉዲክ ምርመራ የወደፊት አቅጣጫዎችን እናቀርባለን.
ተላላፊ በሽታዎች በአለም ዙሪያ በተሰራጩት ባክቴሪያ፣ ቫይረሶች እና ጥገኛ ተህዋሲያን ምክንያት የሚከሰቱ ናቸው።እንደሌሎች በሽታዎች ሳይሆን በሽታ አምጪ ተህዋሲያን በፍጥነት ይያዛሉ እና በሰዎች እና በእንሰሳት መካከል በክትባት ፣ በአየር እና በውሃ ሚዲያዎች ይሰራጫሉ።ተላላፊ በሽታን መከላከል እንደ የህዝብ ጤና መለኪያ ወሳኝ ነው.ተላላፊ በሽታዎችን ለመዋጋት ሦስት ዋና ዋና ዘዴዎች: (1) የኢንፌክሽን ምንጭን መቆጣጠር;(2) የማስተላለፊያ መንገድ መቋረጥ;(3) የተጠቁ ህዝቦች ጥበቃ.ከዋና ዋና ስልቶች መካከል የኢንፌክሽን ምንጭን መቆጣጠር በአመቺነቱ እና በዝቅተኛ ወጪው ምክንያት በጣም አስፈላጊው ስትራቴጂ ተደርጎ ይወሰዳል።ፈጣን ምርመራ፣ ማግለል እና በበሽታው የተጠቁ ሰዎችን ማከም ወሳኝ፣ ፈጣን፣ ሚስጥራዊነት ያለው እና ትክክለኛ የመመርመሪያ ስልቶች [2] ያስፈልጋቸዋል።አሁን ያለው የተላላፊ በሽታዎች ምርመራ በምልክቶች እና ምልክቶች ላይ በመመርኮዝ ክሊኒካዊ ምርመራን እና እንደ የሕዋስ ባህል እና ሞለኪውላር ምርመራዎች ያሉ የላብራቶሪ ጥናቶች የሰለጠኑ ሰዎችን ፣ ጉልበት የሚጠይቁ ሂደቶችን እና ውድ የመመርመሪያ መሳሪያዎችን ያጣምራል [3, 4].የኢንፌክሽን ወረርሽኞችን ለመከላከል ፈጣን፣ ርካሽ እና ትክክለኛ የአካባቢ ምርመራን ይጠይቃል፣ በተለይም በንብረት ውሱን አካባቢዎች ተላላፊ በሽታዎች በብዛት እና በከባድ [5] እንዲሁም በምድረ በዳ ወይም በጦር ሜዳ ድንገተኛ አደጋዎች ሊጠበቁ በማይችሉበት ቦታ የሚደረግ ሕክምና።.የሕክምና እንክብካቤ ውስን ነው [6].በዚህ ዐውደ-ጽሑፍ፣ ማይክሮ ፍሎይድስ የማይክሮኤሌክትሮሜካኒካል ሲስተሞች ቴክኖሎጂዎችን፣ ናኖቴክኖሎጂን ወይም የቁሳቁስ ሳይንስን ለትክክለኛ ፈሳሽ ማጭበርበር [7፣8፣9፣10] አጣምሮ የያዘ ቴክኖሎጂ ነው፣ ይህም ለእንክብካቤ መፈለጊያ (POCT) አዳዲስ እድሎችን ይሰጣል።) ከሆስፒታሎች እና ከላቦራቶሪዎች ውጭ ተላላፊ ወኪሎች.ከተለምዷዊ ጊዜ ከሚወስዱ ምርመራዎች ጋር ሲነጻጸር፣ የማይክሮፍሉዲክ ቴክኖሎጂ በበሽታ በሚከሰትበት ጊዜ ለሞለኪውላር ምርመራዎች ናሙና እና ወጪ ቁጠባ ይሰጣል።የ2019 የኮሮና ቫይረስ በሽታ (ኮቪድ-19) በከባድ አጣዳፊ የመተንፈሻ አካላት ኮሮናቫይረስ 2 (SARS-CoV-2) የተስፋፋ ሲሆን ስለዚህ ወረርሽኙን በወቅቱ ለመከላከል እና ለመቆጣጠር የማይክሮ ፍሎይዲክስ አስፈላጊነት እንደገና ትኩረት ተሰጥቶታል [11, 12] 13።ከባህላዊ ምርመራዎች በተለየ፣ ማይክሮፍሉይዲክ POCT ከቤንችቶፕ ተንታኞች እስከ ትናንሽ የጎን ዥረት መሞከሪያዎች ያሉ ትናንሽ ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎችን በናሙና ነጥቡ አቅራቢያ ለመሞከር ይጠቀማል [14]።እነዚህ ሙከራዎች ቀላል ወይም ምንም የናሙና ዝግጅት፣ ፈጣን የሲግናል ማጉላት እና ሚስጥራዊነት ያለው የሲግናል ንባብ በአጭር ጊዜ ውስጥ እና ትክክለኛ ውጤቶችን በደቂቃዎች ውስጥ ያሳያሉ።በማይክሮፍሉይዲክ ላይ የተመሰረቱ የጤና አጠባበቅ መሳሪያዎች መገኘት እና የጅምላ ምርት ወጪ ቆጣቢ እና ቀጥተኛ የምርመራ አፕሊኬሽኖችን ከሆስፒታል ውጭ፣ በታካሚው አቅራቢያ እና በቤት ውስጥም ጭምር አስፍተዋል።
ተላላፊ በሽታዎችን ለመመርመር አሁን ካሉት ስልቶች መካከል፣ ሞለኪውላር ዲያግኖስቲክስ በጣም ስሜታዊ ከሆኑት [15, 16] አንዱ ነው።በተጨማሪም፣ ሞለኪውላዊ ምርመራ ኮቪድ-19ን ቀጣይነት ያለው ለማወቅ እንደ ወርቅ ደረጃ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም የበሽታ መከላከል ምላሽ ከመጀመሩ በፊት ቫይረስ-ተኮር የሆኑ አር ኤን ኤ ወይም ዲኤንኤዎችን በቀጥታ ለማወቅ ያስችላል [17፣18]።አሁን ባለው ግምገማ ውስጥ, በቅርብ ጊዜ የተደረጉትን ማይክሮፍሉዲክስ-ተኮር ሞለኪውላዊ የምርመራ ሂደቶች ለተላላፊ በሽታዎች, ከአካዳሚክ እይታ እስከ የወደፊት የኢንዱስትሪ አመለካከቶች (ምስል 1) እናቀርባለን.በኒውክሊክ አሲድ ማወቂያ ውስጥ በሶስት ቁልፍ ደረጃዎች እንጀምራለን-በቺፕ ላይ ናሙና ቅድመ-ህክምና ፣ ኑክሊክ አሲድ ማጉላት እና የምልክት ንባብ።ከዚያም ልዩ ልዩ ባህሪያትን (ጥንካሬዎችን እና ድክመቶችን) በማሳየት የተለያዩ አይነት የማይክሮፍሉዲክ መድረኮችን ከአወቃቀራቸው እና ከተግባራቸው ጋር አነጻጽረናል።ዲጂታል ኑክሊክ አሲድ ማወቂያ የበለጠ ተብራርቷል እና ለሦስተኛ ትውልድ ተላላፊ በሽታ አምጪ ሞለኪውሎች ፍፁም መለኪያ ቴክኖሎጂ ምሳሌ ሆኖ ተሰጥቷል።በተጨማሪም፣ ለሞለኪውላር ዲያግኖስቲክስ የማይክሮፍሉይዲክ POCT ገበያን ሁኔታ ለማሳየት በርካታ የተለመዱ እና የቅርብ ጊዜ የንግድ POCT መሣሪያዎች ይቀርባሉ።ስለወደፊቱ አፕሊኬሽኖችም ራዕያችንን እንወያያለን እና እናብራራለን።
ለኒውክሊክ አሲድ ማወቂያ የማይክሮ ፍሉይዲክ ቺፕስ ሞጁሎች በሦስት ምድቦች (ናሙና ፣ እውቅና እና ምልክት መስጠት) እንደ ተግባራቸው [19] ይከፈላሉ።ከእነዚህ ሞጁሎች መካከል የናሙና ሞጁሉ በዋናነት የናሙና ሊሲስ እና ኑክሊክ አሲድ ማውጣትን ይገነዘባል።የሴንሰሩ ሞጁል በዋናነት የኑክሊክ አሲድ ምልክቶችን መለወጥ እና ማጉላትን ይቆጣጠራል።የምልክት ማድረጊያው ሞጁል በሴንሲንግ ሞጁል የተቀየረ እና የሚሰራውን ሲግናል ያገኛል።በቺፕ ላይ ኑክሊክ አሲዶችን በመለየት ሂደት ላይ በመመርኮዝ የ "ግቤት እና ውፅዓት" ተግባርን ሊገነዘቡ የሚችሉ የተለያዩ ቺፖችን እናጠቃልላለን።
የኒውክሊክ አሲድ የመለየት የመጀመሪያው እርምጃ ኑክሊክ አሲድ ማውጣት ነው፣ ማለትም ኢላማውን ኑክሊክ አሲድ ከመጀመሪያው ናሙና መለየት።ኑክሊክ አሲድ ማውጣት የሚከናወነው ኑክሊክ አሲዶችን ከሌሎች ሞለኪውላዊ ብክሎች ለማጽዳት፣ የኒውክሊክ አሲድ ሞለኪውሎች ዋና መዋቅር ታማኝነት ለማረጋገጥ እና ውጤቶችን ለማመቻቸት ነው።የኑክሊክ አሲድ ማውጣት አስፈላጊውን የናሙና ምርመራ እና ኑክሊክ አሲድ መያዝን ይጠይቃል, ጥራቱ እና ቅልጥፍናው በምርምር እና በምርመራ ውጤቶች ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል.ማንኛውም ስውር የጎንዮሽ ጉዳቶች ተጨማሪ ማወቅን ሊገድቡ ይችላሉ።ለምሳሌ የ polymerase chain reaction (PCR) እና loop isothermal amplification (LAMP) ዘዴዎች እንደ ኢታኖል እና አይሶፕሮፓኖል ባሉ ኑክሊክ አሲድ ማግለል ሪጀንቶች ውስጥ ባሉ አንዳንድ ቀሪ ኦርጋኒክ መሟሟቶች የተከለከሉ ናቸው።ፈሳሽ-ፈሳሽ ማውጣት እና ጠንካራ-ደረጃ ማውጣት ኑክሊክ አሲዶችን ለመለየት በጣም ታዋቂው ዘዴዎች ናቸው [21] ነገር ግን ፈሳሽ-ፈሳሽ በቺፕ ላይ ማውጣት እጅግ በጣም የተገደበ ነው ፣ ምክንያቱም በፈሳሽ-ፈሳሽ ማውጣት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት ሬጀንቶች አብዛኛዎቹን የማይክሮፍሉይዲክ ቺፕስ ዝገት ስለሚያስከትሉ .እዚህ፣ በማይክሮአራራይ ላይ የተመሰረቱ የጠንካራ ደረጃ የማውጣት ዘዴዎችን እናሳያለን እና ጥቅሞቻቸውን እና ጉዳቶቻቸውን እናነፃፅራለን።
ሲሊኮን ባዮኬሚካላዊነቱ፣ መረጋጋት እና የመቀየር ቀላልነት ስላለው ከኑክሊክ አሲዶች ጋር የሚጣጣም የከርሰ ምድር ቁሳቁስ ነው።በአስፈላጊ ሁኔታ ፣ በሲሊካ ወይም በሌሎች ቁሳቁሶች ሲቀየር ፣ ይህ ስብጥር በአሉታዊ ኃይል የተሞሉ ኑክሊክ አሲዶችን በዝቅተኛ ፒኤች ፣ ከፍተኛ የጨው ሁኔታዎችን በከፍተኛ ፒኤች እና ዝቅተኛ የጨው መፍትሄዎችን ለማዳበር ባህሪያትን ያሳያል።በዚህ ክስተት ላይ በመመርኮዝ ኑክሊክ አሲድ ማጽዳት ይቻላል.
እንደ ሲሊካ ዶቃዎች ፣ ዱቄቶች ፣ ማይክሮፋይበር ማጣሪያዎች እና የሲሊካ ሽፋኖች (23 ፣ 24 ፣ 25 ፣ 26) ባሉ በማይክሮፍሉዲክስ ውስጥ ኑክሊክ አሲድ ለማውጣት የተለያዩ ሲሊካ ላይ የተመሰረቱ ቁሶች ጥቅም ላይ ውለዋል።በእቃዎቹ ባህሪያት ላይ በመመስረት, በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ቁሳቁሶች በተለያዩ መንገዶች በማይክሮክሮክተሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ.ለምሳሌ፣ የሲሊካ ጥራጥሬ፣ ዱቄት እና የንግድ ናኖፊልተሮች በቀላሉ ወደ ማይክሮፍሉይድ ቺፕስ ቀዳዳዎች ወይም ማይክሮ ቻነሎች ሊቀመጡ እና ኑክሊክ አሲዶችን ከናሙናዎች [27፣28፣29] ለማውጣት ይረዳሉ።በገጽታ የተሻሻሉ የሲሊካ ሽፋኖች ዲ ኤን ኤውን ከበሽታ አምጪ ተህዋሲያን በዝቅተኛ ዋጋ በፍጥነት ለማጥራትም ይጠቅማሉ።ለምሳሌ, Wang et al.[30] የማጉላት ምላሾችን ከ vesicle-mediated chain exchange ጋር በማጣመር በቺቶሳን oligosaccharides ከተሸፈነው የሲሊካ ሽፋኖች ጋር በማጣመር 102-108 የቅኝ ግዛት ክፍሎችን በተሳካ ሁኔታ የተገኘ ሁለገብ ተንቀሳቃሽ ስርዓት ተጀመረ።(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., እና ቫይረሱ መኖሩ በቀላሉ ይታይ ነበር.ፓውል እና ሌሎች.[31] በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ማይክሮአራሪዎች ሄፐታይተስ ሲ ቫይረስ (ኤች.አይ.ቪ)፣ የሰው ልጅ የበሽታ መከላከያ ቫይረስ (ኤችአይቪ)፣ ዚካ ቫይረስ እና ሂውማን ፓፒሎማቫይረስ እና አውቶማቲክ ስርጭትን ለመለየት ጥቅም ላይ ውለው ነበር፣ በዚህ ጊዜ አር ኤን ኤ ቫይረሶችን ለመያዝ 1.3 μl የሚያሰቃይ ማይክሮ ሬአክተር ተሰራ።እና በቦታው ላይ ማጉላትን ያከናውኑ.ከእነዚህ ዘዴዎች በተጨማሪ በገጽታ የተሻሻሉ የሲሊካ ማይክሮኮልኖች በኒውክሊክ አሲድ መውጣት ውስጥ ቁልፍ ሚና ይጫወታሉ፣ ምክንያቱም የማሻሻያ ቁሳቁስ ጂኦሜትሪ እና ባህሪያት የማውጣትን ውጤታማነት በእጅጉ ይጨምራሉ።Chen እና ሌሎች.[32] በአሚኖ በተሸፈኑ የሲሊኮን ማይክሮ አምዶች ላይ የተመሰረተ ዝቅተኛ ትኩረትን አር ኤን ኤ ለመለየት የማይክሮ ፍሎይዲክ መድረክን አቅርቧል።ይህ የማይክሮ ፍሎይዲክ መሳሪያ 0.25 ሴሜ 2 ማይክሮፒላር በሲሊኮን ንጣፍ ላይ በማዋሃድ ከፍ ባለ ወለል ስፋት እና የድምጽ ሬሾ ዲዛይን ከፍተኛ የማውጣት ቅልጥፍናን ለማግኘት።የዚህ ንድፍ ጠቀሜታ የማይክሮፍሉዲክ መሳሪያው እስከ 95% ኑክሊክ አሲድ የማውጣት ብቃትን ማግኘት ይችላል.እነዚህ በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ስልቶች ኑክሊክ አሲዶችን በዝቅተኛ ዋጋ በፍጥነት የመለየት ዋጋን ያሳያሉ።ከማይክሮ ፍሉይዲክ ቺፕስ ጋር በማጣመር በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ የማውጣት ስልቶች የኑክሊክ አሲድን የመለየት ቅልጥፍናን ማሳደግ ብቻ ሳይሆን የትንታኔ መሳሪያዎችን አነስተኛነት እና ውህደትን ያመቻቻሉ።
መግነጢሳዊ መለያየት ዘዴዎች ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ በሚኖርበት ጊዜ ኑክሊክ አሲዶችን ለመለየት መግነጢሳዊ ቅንጣቶችን ይጠቀማሉ።በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉ መግነጢሳዊ ቅንጣቶች Fe3O4 ወይም γ-Fe2O3 መግነጢሳዊ ቅንጣቶች በሲሊካ፣ አሚኖ እና ካርቦክሲል [33,34,35,36] የተሸፈኑ ናቸው።በሲሊኮን ላይ ከተመሰረቱ የ SPE ዘዴዎች ጋር ሲነፃፀር የመግነጢሳዊ ቅንጣቶችን መለየት ባህሪው በቀላሉ በውጫዊ ማግኔቶች የመቆጣጠር እና የመቆጣጠር ችሎታ ነው.
በኒውክሊክ አሲዶች እና በሲሊካ መካከል ያለውን ኤሌክትሮስታቲክ መስተጋብር በመጠቀም በከፍተኛ የጨው እና ዝቅተኛ ፒኤች ሁኔታ ኑክሊክ አሲዶች በሲሊካ በተሸፈነው መግነጢሳዊ ቅንጣቶች ላይ ይጣበቃሉ ፣ በዝቅተኛ ጨው እና ከፍተኛ ፒኤች ሁኔታ ውስጥ ሞለኪውሎቹ መታጠብ ይችላሉ ። እንደገና።.በሲሊካ የተሸፈኑ መግነጢሳዊ ዶቃዎች መግነጢሳዊ ቁጥጥር የሚደረግበት እንቅስቃሴን በመጠቀም ዲ ኤንኤን ከትላልቅ ናሙናዎች (400 μL) ለማውጣት ያስችላሉ።እንደ ማሳያ, ሮድሪጌዝ-ማቴዎስ እና ሌሎች.[38] መግነጢሳዊ ዶቃዎችን ወደ ተለያዩ ክፍሎች ማስተላለፍን ለመቆጣጠር ተስተካካይ ማግኔቶችን ተጠቅሟል።በሲሊካ በተሸፈኑ መግነጢሳዊ ቅንጣቶች ላይ በመመስረት፣ 470 ኮፒ/ሚሊ የ SARS-CoV-2 ጂኖሚክ አር ኤን ኤ ከቆሻሻ ውሃ ናሙናዎች ለ LAMP ተቃራኒ የጽሑፍ ግልባጭ ማወቂያ (RT-LAMP) ሊወጣ ይችላል እና ምላሹ በ1 ሰዓት ውስጥ ሊነበብ ይችላል።እርቃናቸውን ዓይን (ምስል 2 ሀ).
በመግነጢሳዊ እና ባለ ቀዳዳ ቁሳቁሶች ላይ የተመሰረቱ መሳሪያዎች.ለ SARS-CoV-2 አር ኤን ኤ ማወቂያ የIFAST RT-LAMP ማይክሮፍሉይዲክ መሣሪያ ጽንሰ-ሀሳብ (ከ [38] የተወሰደ)።ለ ሴንትሪፉጋል ማይክሮ መሳሪያ ለdSPE የ buccal swab ኑክሊክ አሲድ (ከ [39] የተወሰደ)።c አብሮገነብ በራሱ የሚሰራ የናሙና ማጎሪያ የኤፍቲኤ ካርድ በመጠቀም (ከ[50] የተወሰደ)።d Fusion 5 ማጣሪያ ወረቀት በ chitosan የተሻሻለ (ከ [51] የተወሰደ)።SARS-CoV-2 ከባድ አጣዳፊ የመተንፈሻ አካላት ኮሮናቫይረስ 2 ፣ የ RT-LAMP የተገላቢጦሽ ግልባጭ ዑደት መካከለኛ የኢዮተርማል ማጉላት ፣ የኤፍቲኤ ፈጣሪዎች የቴክኖሎጂ አጋሮች ፣ ኤንኤ ኑክሊክ አሲድ
አዎንታዊ ኃይል የተሞሉ መግነጢሳዊ ቅንጣቶች የኑክሊክ አሲድ ፎስፌት የጀርባ አጥንትን ለማያያዝ ተስማሚ ናቸው.በተወሰነ የጨው ክምችት ላይ, በአሉታዊ መልኩ የሚሞሉ የፎስፌት ቡድኖች ኑክሊክ አሲዶች በማግኔት ስብጥር ቅንጣቶች ወለል ላይ በአዎንታዊ መልኩ ሊሞሉ ይችላሉ.ስለዚህ ኑክሊክ አሲዶችን ለማውጣት ሸካራ ወለል እና ከፍተኛ መጠን ያለው የአሚኖ ቡድኖች መግነጢሳዊ ናኖፓርቲሎች ተዘጋጅተዋል።መግነጢሳዊ መለያየት እና ማገድ በኋላ, ማግኔቲክ ናኖፓርቲሎች እና የዲ ኤን ኤ ውስብስቦች በ PCR ውስጥ በቀጥታ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ, ይህም ውስብስብ እና ጊዜ የሚወስድ የመንጻት እና የመለጠጥ ስራዎችን አስፈላጊነት ያስወግዳል [35].በአሉታዊ የካርቦክሲል ቡድኖች የተሸፈኑ መግነጢሳዊ ናኖፓርቲሎች በከፍተኛ መጠን ፖሊ polyethylene glycol እና ሶዲየም ክሎራይድ መፍትሄዎች ላይ የተጣበቁ ኑክሊክ አሲዶችን ለመለየት ጥቅም ላይ ውለዋል ።በነዚ ላዩን የተሻሻሉ መግነጢሳዊ ዶቃዎች፣ የዲኤንኤ ማውጣት ከተከታይ ማጉላት ጋር ይጣጣማል።Dignan እና ሌሎች.[39] አውቶሜትድ እና ተንቀሳቃሽ ሴንትሪፉጋል ማይክሮፍሉይዲክ መድረክን ለኒውክሊክ አሲድ ቅድመ ህክምና ገልጿል፣ ይህም ቴክኒካል ያልሆኑ ሰዎች በቦታው ላይ እንዲጠቀሙ ያስችላቸዋል።በተጨማሪም ፣ የነጠላ ዲ ኤን ኤው ከ LAMP ጋር ተኳሃኝነት ፣ ለእንክብካቤ ኑክሊክ አሲድ ትንተና በጣም ተስማሚ የሆነ ዘዴ ፣ የበለጠ አነስተኛ የመሳሪያ መስፈርቶችን እና ለኮሪሜትሪክ ምርመራዎች ተስማሚነት ያሳያል (ምስል 2 ለ)።
መግነጢሳዊ ዶቃ ዘዴዎች በራስ-ሰር የማውጣት እድል ይሰጣሉ, አንዳንዶቹ በንግድ አውቶሜትድ ኑክሊክ አሲድ ማውጫዎች ውስጥ ይገኛሉ [ኪንግ ፊሸር;ቴርሞፊሸር (ዋልታም፣ ኤምኤ፣ አሜሪካ)፣ QIAcube® HT;ካፒታልባዮ (ቤይጂንግ፣ ቻይና) እና ባዮሜክ®;ቤክማን (ሚያሚ፣ አሜሪካ)።), ፍሎሪዳ, አሜሪካ)).መግነጢሳዊ ዶቃዎችን ከማይክሮ ፍሎውዲክስ ጋር በማጣመር ጥቅሞቹ ኑክሊክ አሲዶችን በብቃት በራስ-ሰር ለማውጣት ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ ፣ ይህም የሞለኪውላር ምርመራዎችን እድገት ሊያመጣ ይችላል ።ሆኖም የማግኔቲክ ዶቃዎች ከማይክሮ ፍሎውዲክስ ጋር መቀላቀል አሁንም መግነጢሳዊ ዶቃዎችን በትክክል ለመጠቀም በተወሳሰቡ የቁጥጥር ስርዓቶች ላይ ይተማመናል ፣ ይህም የንግድ ምርቶች ትልቅ እና ውድ መሆናቸውን ያብራራል ፣ ይህም በ POCT ውስጥ መግነጢሳዊ ዶቃዎችን ተጨማሪ ትግበራ ይገድባል።
እንደ የተሻሻሉ ናይትሮሴሉሎዝ ማጣሪያዎች፣ ፋይንደር ቴክኖሎጅ Associates (ኤፍቲኤ) ካርዶች፣ በፖሊይተርሰልፎን ላይ የተመሰረቱ የማጣሪያ ወረቀቶች እና ግላይካን-የተሸፈኑ ቁሶች ያሉ በርካታ ባለ ቀዳዳ ቁሶች ለኑክሊክ አሲድ ማወቂያ [40፣41፣42፣43፣44] ጥቅም ላይ ውለዋል።እንደ ፋይበር ወረቀት ያሉ ባለ ቀዳዳ ፋይብሮስ ቁሶች በመጀመሪያ ለረጅም ጊዜ የተጣበቁ የዲኤንኤ ሞለኪውሎችን ከፋይበር ጋር በማያያዝ ዲኤንኤን ለመለየት ጥቅም ላይ ውለዋል።ትናንሽ ቀዳዳዎች የዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎችን ወደ ጠንካራ አካላዊ ገደብ ይመራሉ, ይህም የዲ ኤን ኤ ማውጣትን በጥሩ ሁኔታ ይጎዳል.በተለያየ የፋይበር ወረቀት መጠን ምክንያት የማውጣት ቅልጥፍና የዲኤንኤ ማጉላት ፍላጎቶችን ሊያሟላ አይችልም [45, 46].የኤፍቲኤ ካርድ በፎረንሲክ ሕክምና መስክ ጥቅም ላይ የሚውል የንግድ ማጣሪያ ወረቀት ሲሆን በሌሎች የሞለኪውላር ምርመራዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል።በናሙና ውስጥ የሚገኙትን የሕዋስ ሽፋኖችን ለመምታት በተለያዩ ኬሚካሎች የተከተተ የሴሉሎስ ማጣሪያ ወረቀት በመጠቀም የተለቀቀው ዲ ኤን ኤ እስከ 2 ዓመት ድረስ ከመበላሸት ይጠበቃል።በቅርብ ጊዜ፣ የታሸገ ሴሉሎስ ወረቀት ለተለያዩ በሽታ አምጪ ተህዋሲያን፣ SARS-CoV-2፣ leishmaniasis እና ወባን [47,48,49] ጨምሮ ሞለኪውላዊ ፈልጎ ማግኘት ተችሏል።በገለልተኛ ፕላዝማ ውስጥ ያለው ኤችአይቪ በቀጥታ ተዘርግቷል እና የቫይራል ኑክሊክ አሲድ በኤፍቲኤኢ ፍሰት ሽፋን ውስጥ የበለፀገ ነው ፣ ይህም ኑክሊክ አሲድ [50]ን በብቃት ለማምረት ያስችላል (ምስል 2 ሐ)።የኤፍቲኤ ካርዶችን በመጠቀም የኑክሊክ አሲድ ማወቂያ ዋናው ችግር እንደ ጓኒዲን እና አይሶፕሮፓኖል ያሉ ኬሚካሎች ተከታይ የማጉላት ምላሾችን ይከለክላሉ።ይህንን ችግር ለመፍታት የዲኤንኤ ሞለኪውሎች እና ፋይብሮስ ማጣሪያ ወረቀቶች አካላዊ መስተጋብር እና የዲ ኤን ኤ ኤሌክትሮስታቲክ ማስታወቂያ በቺቶሳን በተሻሻሉ ውህዶች ላይ ያለውን ጥቅም በማጣመር Fusion 5 chitosan-የተሻሻለ የማጣሪያ ወረቀት አዘጋጀን። ..የማጣሪያ ክሮች [51] (ምስል 2d).በተመሳሳይ, Zhu et al.[52] የዚካ ቫይረስ አር ኤን ኤ ለፈጣን መነጠል እና መለየት በቦታው ላይ ባለው የካፒላሪ ማይክሮፍሉዲክ ሲስተም ላይ የተመሰረተ የቺቶሳን የተሻሻለ PCR ዘዴ አሳይቷል።ኑክሊክ አሲዶች በቺቶሳን ማብሪያና ማጥፊያ ባህሪ ላይ ተመስርተው በተደባለቀ lysate/PCR መካከለኛ ውስጥ ሊሟሟ/ ሊሟሟ ይችላል።አብራ እና ጠፍቷል”፣ ለ pH ምላሽ የሚሰጥ።
ከላይ እንደተጠቀሰው, እነዚህ ስልቶች የተለያዩ የጠንካራ ደረጃ ቁሳቁሶችን ጥቅሞች በማጣመር እና በማይክሮፍሉዲክስ ውስጥ የኑክሊክ አሲድ የማውጣትን ውጤታማነት ይጨምራሉ.በተግባራዊ አተገባበር፣ እነዚህን ቁሳቁሶች በብዛት መጠቀማቸው ኢኮኖሚያዊ አይደለም፣ እና ትክክለኛው የገጽታ አያያዝ ወይም የገጽታ ማሻሻያ የጋራ ቁሶች ከእነዚህ ቁሳቁሶች ጋር ተግባራቸውን ሊጠብቁ ይችላሉ።ስለዚህ እነዚህን ስልቶች ከሙከራ ጥናት በኋላ ተግባራዊ ማድረግ ወጪን ሊቀንስ እንደሚችል ይታመናል።
በማይክሮፍሉይዲክ መድረኮች ላይ የኑክሊክ አሲድ መፈተሽ ብዙ ጊዜ አነስተኛ የናሙና መጠኖችን ይጠቀማል (< 100 µl)፣ ስለዚህ የታለመውን ኑክሊክ አሲዶችን በተወሰኑ መመርመሪያዎች ማጉላት ለታች ተፋሰስ ማወቂያ (ኦፕቲካል፣ ኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ) ወደሚመች ምልክት ለመቀየር ይፈልጋል። 54]። በማይክሮፍሉይዲክ መድረኮች ላይ የኑክሊክ አሲድ መፈተሽ ብዙ ጊዜ አነስተኛ የናሙና መጠኖችን ይጠቀማል (< 100 µl)፣ ስለዚህ የታለመውን ኑክሊክ አሲዶችን በተወሰኑ መመርመሪያዎች ማጉላት ለታች ተፋሰስ ማወቂያ (ኦፕቲካል፣ ኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ) ወደሚመች ምልክት ለመቀየር ይፈልጋል። 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]. በማይክሮ ፍሉይዲክ መድረኮች ላይ ኑክሊክ አሲዶችን ሲሞክሩ አነስተኛ የናሙና መጠኖች (<100 µL) ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ ስለዚህ የዒላማ ኑክሊክ አሲዶችን በልዩ ፍተሻዎች ማጉላት ለቀጣይ ማወቂያ (ኦፕቲካል፣ ኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ) ወደሚመች ምልክት ለመቀየር ያስፈልጋል። [53, 54]微流控 平台 上 的 的 核酸 检测 检测 检测 通常 通常 通常 通常 通常 通常 通常 通常 使用 通常 使用 使用 核酸 核酸 核酸 核酸 核酸 核酸 核酸 检测 (光学, 电学 为 便于 检测 检测 (光学, 电学 和 下游 检测 (53, 54) 的 [53, 54 ] ።微流控 平台 上 的 核酸 核酸 检测 小样本量 小样本量 ((100 μ 小样本量 小样本量 小样本量 ((100 μ 探针 目标 目标, 以 需要 特定 探针 扩增 下游 下游 (光学, 电学 为 下游 下游 (53, 54, 54, 54 ] ። Обнаружение нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах обычно использует небольшие объемы образцов (<100 мкл), что требует амплификации целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигналы для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]]. በማይክሮፍሉይዲክ መድረኮች ላይ ኑክሊክ አሲዶችን ማግኘት ብዙውን ጊዜ ትናንሽ የናሙና መጠኖችን (<100 μl) ይጠቀማል፣ ይህም የዒላማ ኑክሊክ አሲዶችን በልዩ ፍተሻዎች ማጉላትን ይጠይቃል ለቀጣይ ማወቂያ (ኦፕቲካል፣ ኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ) [53, 54]] .በማይክሮ ፍሉይዲክስ ውስጥ የኑክሊክ አሲድ ማጉላት ምላሾችን ማፋጠን፣ የመለየት ገደቦችን ማመቻቸት፣ የናሙና መስፈርቶችን መቀነስ እና የመለየት ትክክለኛነትን ያሻሽላል [55, 56]።በቅርብ ዓመታት ውስጥ, ፈጣን እና ትክክለኛ ማወቂያን በመገንዘብ, PCR እና አንዳንድ isothermal amplification ምላሾችን ጨምሮ በማይክሮ ፍሎይዲክስ ውስጥ የተለያዩ የኑክሊክ አሲድ ማጉላት ዘዴዎች ተተግብረዋል.ይህ ክፍል በማይክሮ ፍሎይዲክ ሲስተም ላይ የተመሰረተ ኑክሊክ አሲድ የመለየት ዘዴዎችን ያጠቃልላል።
PCR የአንድ አካል የዲ ኤን ኤ መባዛት ሂደት አስመስሎ መስራት ነው, ጽንሰ-ሐሳቡ በሌላ ቦታ በዝርዝር ተገልጿል እና እዚህ አይብራራም.PCR በጣም አነስተኛ መጠን ያለው ኢላማ ዲ ኤን ኤ/አር ኤን ኤ በከፍተኛ ፍጥነት ማጉላት ይችላል፣ PCR ኑክሊክ አሲዶችን በፍጥነት ለመለየት ኃይለኛ መሳሪያ ያደርገዋል።በቅርብ አሥርተ ዓመታት ውስጥ፣ በ PCR የሙቀት ብስክሌት ስርዓት የታጠቁ ብዙ ተንቀሳቃሽ ማይክሮፍሉይዲክ መሣሪያዎች የነጥብ እንክብካቤ ምርመራ ፍላጎቶችን ለማሟላት ተዘጋጅተዋል።On-chip PCR በተለያዩ የሙቀት መቆጣጠሪያ ዘዴዎች በአራት ዓይነቶች (የተለመደ፣ ቀጣይነት ያለው ፍሰት፣ የቦታ መቀየር እና ኮንቬክቲቭ PCR) ሊከፈል ይችላል።ለምሳሌ, Gee et al.[60] የ SARS-CoV-2 ፣ የኢንፍሉዌንዛ ኤ እና ቢ ቫይረሶችን በጉሮሮ ውስጥ በሚታጠቡ ናሙናዎች (ምስል 3 ሀ) ለመለየት በራሳቸው ማይክሮፍሉይዲክ መድረክ ላይ ቀጥተኛ የተገላቢጦሽ ግልባጭ መጠናዊ PCR (RT-qPCR) ዘዴ ፈጥረዋል።ፓርክ እና ሌሎች.[61] ቀጭን ፊልም PCR፣ ኤሌክትሮዶች እና በጣት የሚተዳደር ፖሊዲሜቲልሲሎክሳን ላይ የተመሰረተ ማይክሮፍሉይዲክ ሞጁል በማዋሃድ ቀላል በሽታ አምጪ ትንታኔ ቺፕ ገንብቷል።ይሁን እንጂ ሁለቱም ስራዎች የተለመዱ PCR የተለመዱ ድክመቶችን ያካትታሉ.PCR የሙቀት ብስክሌት ያስፈልገዋል፣ ይህም ተጨማሪ የመሣሪያን አነስተኛነት እና የሙከራ ጊዜን ይቀንሳል።
ይህንን ችግር ለመፍታት ቀጣይነት ያለው ፍሰትን መሰረት ያደረገ ማይክሮ ፍሎይዲክ እና የቦታ-ተለዋዋጭ PCR ማሳደግ ወሳኝ ነው።ረጅም የእባብ ቻናል ወይም አጭር ቀጥ ያለ ቻናል በመጠቀም፣ ቀጣይነት ያለው ፍሰት PCR በሶስት የቅድመ-ሙቀት ዞኖች ከቺፕ-ቺፕ ፓምፕ ጋር በንቃት በማሰራጨት ፈጣን ማጉላት ይችላል።ይህ ክዋኔ በተሳካ ሁኔታ በተለያዩ የምላሽ ሙቀቶች መካከል ያለውን የሽግግር ደረጃ ያስወግዳል እናም የፈተና ጊዜን በእጅጉ ይቀንሳል (ምስል 3 ለ)።በሌላ ጥናት በጁንግ እና ሌሎች.[63] ቋሚ እና ፍሰት PCR ለ ultrafast እና multiplex በግልባጭ ግልባጭ PCR (የበለስ. 3 ሐ) ባህሪያት አጣምሮ አዲስ rotary PCR ጄኔቲክ analyzer ሐሳብ.ለኒውክሊክ አሲድ ማጉላት፣ PCR ማይክሮቺፕ በሶስት ማሞቂያ ብሎኮች በተለያየ የሙቀት መጠን ይሽከረከራል፡ 1. Denaturation block 94°C፣ 2. Annealing block በ 58°C፣ 3. የማስፋፊያ ብሎክ በ72°ሴ።
በማይክሮፍሉዲክስ ውስጥ የ PCR ትግበራ.በማይክሮፍሉይድ መድረክ ላይ የdirRT-qPCR ውክልና (ከ [60] የተወሰደ)።ለ በእባብ ቻናል ላይ የተመሰረተ ቀጣይነት ያለው ፍሰት PCR ማይክሮአራይ ንድፍ (ከ [62] የተወሰደ)።ሐ የማይክሮ ቺፕ፣ ሶስት ማሞቂያ ብሎኮች እና ስቴፐር ሞተር (ከ [63 የተወሰደ) ያቀፈ የ rotary PCR ዘረመል ተንታኝ ንድፍ ውክልና።d የቴርሞኮንቬክሽን PCR ዲያግራም ከሴንትሪፉግሽን እና ከማዋቀር ጋር (ከ [64] የተወሰደ)።DirRT-qPCR፣ ቀጥተኛ አሃዛዊ ተገላቢጦሽ የፖሊሜሬሴ ሰንሰለት ምላሽ
ኮንቬክሽን PCR ኑክሊክ አሲዶችን በተፈጥሮ ነፃ የሆነ ውጫዊ ፓምፕ ሳያስፈልገው በፍጥነት ማጉላት ይችላል።ለምሳሌ፣ሳይክል ኦሌፊን ፖሊመር ማይክሮፍሉይዲክ መድረክ የተሰራው በተሰራ የሚሽከረከር ማሞቂያ ደረጃ ላይ ሲሆን ይህም የሙቀት ብስክሌት በ PCR loop microchannel [64] (ምስል 3d)።የምላሽ መፍትሄው በሙቀት መለዋወጫ (thermal convection) የሚመራ ነው, ይህም ያለማቋረጥ ከፍተኛ እና ዝቅተኛ የሙቀት መጠን በአናሎራዊ መዋቅር ባለው ማይክሮ ቻናል ውስጥ ይለዋወጣል.አጠቃላይ የማጉላት ሂደቱ በ 10 ደቂቃ ውስጥ በ 70.5 pg / channel የመለየት ገደብ ሊጠናቀቅ ይችላል.
እንደተጠበቀው፣ ፈጣን PCR ሙሉ ለሙሉ የተቀናጀ የናሙና ምላሽ ሞለኪውላዊ ምርመራ እና ባለብዙክስ ትንተና ስርዓቶች ኃይለኛ መሳሪያ ነው።ፈጣን PCR የኮቪድ-19 ወረርሽኝን ውጤታማ በሆነ መንገድ ለመቆጣጠር የሚረዳውን SARS-CoV-2ን ለመለየት የሚያስፈልገውን ጊዜ በእጅጉ ይቀንሳል።
PCR ለ POCT የማይመች ውስብስብ የሙቀት ዑደት ያስፈልገዋል።ከቅርብ ጊዜ ወዲህ፣ የአይኦተርማል ማጉላት ቴክኒኮች በማይክሮፍሉዲክስ ላይ ተተግብረዋል፣ በ LAMP ፣ recombinase polymerase amplification (RPA) እና በኒውክሊክ አሲድ ቅደም ተከተሎች [65,66,67,68] ላይ በመመርኮዝ ማጉላትን ጨምሮ።በእነዚህ ቴክኒኮች፣ ኑክሊክ አሲዶች በቋሚ የሙቀት መጠን ይጨምራሉ፣ ይህም አነስተኛ ዋጋ ያላቸው፣ በጣም ስሜታዊ የሆኑ ተንቀሳቃሽ የ POCT መሳሪያዎችን ለሞለኪውላር ምርመራ ያመቻቻል።
ከፍተኛ-በማይክሮፍሉይዲክስ ላይ የተመሰረቱ የLAMP ሙከራዎች ተላላፊ በሽታዎችን [42, 69, 70, 71] ብዙ እንዲገኙ ያስችላቸዋል.ከሴንትሪፉጋል ማይክሮፍሉይዲክ ሲስተም ጋር በማጣመር፣ LAMP የኑክሊክ አሲድ ፈልጎ ማግኘትን [69፣72፣73፣74፣75] የበለጠ ማመቻቸት ይችላል።ስፒን እና ምላሽ SlipChip የተሰራው LAMP [76]ን በመጠቀም ለብዙ ትይዩ ባክቴሪያዎች እይታ ነው (ምስል 4 ሀ)።በምርመራው ውስጥ የተመቻቸ LAMP ሲጠቀሙ፣ የፍሎረሰንስ ሲግናል-ወደ-ጫጫታ ሬሾ በግምት 5-fold ነበር፣ እና የማወቅ ገደቡ 7.2 ቅጂ/μl ጂኖሚክ ዲኤንኤ ላይ ደርሷል። ከዚህም በላይ ባሲለስ ሴሬየስ፣ ኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ፣ ቫይብሪዮ ፍሉቪያሊስ እና ቪብሪዮ ፓራሃሞሊቲክስ ጨምሮ አምስት የተለመዱ የምግብ መፈጨት ባክቴሪያ ተውሳኮች መኖራቸው በ< 60 ደቂቃ ውስጥ ባለው ዘዴ ታይቷል። ከዚህም በላይ ባሲለስ ሴሬየስ፣ ኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ፣ ቫይብሪዮ ፍሉቪያሊስ እና ቪብሪዮ ፓራሃሞሊቲክስ ጨምሮ አምስት የተለመዱ የምግብ መፈጨት ባክቴሪያ ተውሳኮች መኖራቸው በ< 60 ደቂቃ ውስጥ ባለው ዘዴ ታይቷል።ከዚህም በላይ ባሲለስ ሴሬየስ፣ ኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ፣ ቪብሪዮ ፍሉቪያሊስ እና ቪብሪዮ ፓራሃሞሊቲከስ ጨምሮ የምግብ መፈጨት ትራክት አምስት የተለመዱ የባክቴሪያ በሽታ አምጪ ተህዋሲያን መኖር ይህን ዘዴ ከ60 ደቂቃ ባነሰ ጊዜ ውስጥ ታይቷል።此外, 基于 该 方法 在 在 在 <60 分钟 内 内 可 种 种 存在 存在 存在 存在 存在 芽孢杆菌 芽孢杆菌 芽孢杆菌 芽孢杆菌 芽孢杆菌 芽孢杆菌 芽孢杆菌 芽孢杆菌 芽孢杆菌 肠杆菌, 肠 肠杆菌 菌 菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 河流 河流 河流 河流 和 河流 河流 河流 河流 河流 河流 和 河流 河流 河流 河流 和 河流 河流 河流 河流 河流 河流 和 和 弧菌 河流 河流 河流 河流 和 和 弧菌 河流.此外, 基于 该 方法 方法 在 在 <60 分钟 内 内 视化 存在 存在 存在 存在 存在 存在 存在 存在 肠杆菌 肠杆菌 肠杆菌 肠杆菌 肠杆菌 肠杆菌 肠杆菌 肠杆菌 肠杆菌 菌, 弧菌 和 菌 性 ... 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌弧菌የሂፕ ሂፕበተጨማሪም ባሲለስ ሴሬየስ፣ ኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ፣ ቫይብሪዮ ፍሉቪየስ እና ቪብሪዮ ፓራሃሞሊቲከስ ጨምሮ አምስት የተለመዱ የባክቴሪያ የጨጓራና ትራክት ተውሳኮች መኖር ይህን ዘዴ ከ60 ደቂቃ ባነሰ ጊዜ ውስጥ ታይቷል።
በማይክሮፍሉይዲክስ ውስጥ ያለው የLAMP ጥቅሞች ከሌሎች መካከል ፈጣን ምላሽ እና አነስተኛ መለየትን ያካትታሉ።ነገር ግን በምላሹ የሙቀት መጠን (በ70 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ) በአየር መንገዱ ኤልኤምፒ በሚባለው ጊዜ ኤሮሶሎች መፈጠሩ የማይቀር ሲሆን ይህም ከፍተኛ የውሸት አወንታዊ መጠን ያስከትላል።Assay Specificity፣ primer ንድፍ እና የሙቀት መቆጣጠሪያ እንዲሁ ለLAMP ማመቻቸት አለባቸው።በተጨማሪም በአንድ ቺፕ ላይ ብዙ ዒላማ ፈልጎ ማግኘትን የሚተገብሩ የቺፕ ዲዛይኖች ትልቅ ዋጋ ያላቸው እና ሊዳብሩ ይገባል።በተጨማሪም LAMP በአንድ ቺፕ ውስጥ የተዋሃደ ለብዙ ዓላማዎች ማወቂያ ተስማሚ ነው, ይህም ትልቅ ጠቀሜታ አለው, ነገር ግን አሁንም ለልማት ብዙ ቦታ አለ.
በአንፃራዊነት ዝቅተኛ የሙቀት መጠን (~ 37 ° ሴ) በአንፃራዊነት ጥቂት የትነት ችግሮችን ስለሚያስከትል የLAMP ከፍተኛ የውሸት አወንታዊ መጠን ከ RPA ጋር በከፊል ሊቀንስ ይችላል።በ RPA ሲስተም ውስጥ፣ ሁለት ተቃራኒ ፕሪመርሮች ከ recombinase ጋር በማያያዝ የዲኤንኤ ውህደትን ያስጀምራሉ እና ማጉላት በ10 ደቂቃ ውስጥ [78,79,80,81] ሊጠናቀቅ ይችላል።ስለዚህ, አጠቃላይ የ RPA ሂደት ከ PCR ወይም LAMP በጣም ፈጣን ነው.በቅርብ ዓመታት ውስጥ, የማይክሮፍሉዲክ ቴክኖሎጂ የ RPA ፍጥነት እና ትክክለኛነት የበለጠ ለማሻሻል ታይቷል [82,83,84].ለምሳሌ, Liu et al.[85] የተገላቢጦሽ RPA (RT-RPA) እና ሁለንተናዊ የጎን ፍሰት የሙከራ ስትሪፕ ማወቂያ ስርዓትን በማዋሃድ የ SARS-CoV-2ን ፈጣን እና ሚስጥራዊነት ለመለየት የማይክሮፍሉይዲክ የተቀናጀ የጎን ፍሰት ፖሊመሬሴ ሪኮምቢናሴ ማጉሊያን ፈጠረ።ወደ ነጠላ ማይክሮፍሉዲክ ሲስተም.ምስል 4 ለ).የማግኘቱ ወሰን 1 ቅጂ/µl ወይም 30 ቅጂ/ናሙና ሲሆን ማግኘቱ በ30 ደቂቃ ውስጥ ሊጠናቀቅ ይችላል።ኮንግ እና ሌሎች.ሊለበስ የሚችል ማይክሮፍሉዲክ መሳሪያ ፈጥረዋል።[86] ኤችአይቪ-1 ዲኤንኤን RPAን በመጠቀም በፍጥነት እና በቀጥታ ለመለየት የሰውነት ሙቀትን እና በሞባይል ስልክ ላይ የተመሰረተ የፍሎረሰንት መፈለጊያ ዘዴን ተጠቅሟል (ምስል 4c)።ተለባሽ የ RPA ምርመራ በ24 ደቂቃ ውስጥ 100 ኮፒ/ሚሊ የዒላማ ቅደም ተከተሎችን ፈልጎ ያገኛል፣ ይህም በሀብት-ውሱን ቦታዎች ውስጥ በኤችአይቪ-1 የተያዙ ጨቅላዎችን በፍጥነት የመለየት ከፍተኛ አቅም ያሳያል።
የእንክብካቤ ሙከራ (POCT) ውስጥ የኢሶተርማል ማጉላት።የአከርካሪ እና ምላሽ SlipChip ልማት እና ምርት።ከፕላዝማ ብየዳ በኋላ የላይ እና የታችኛው ቺፖች ከለውዝ ስብስብ ጋር ተሰብስበው የመጨረሻውን ቺፕ (ከ [76] የተወሰደ) ይመሰርታሉ።b የ MI-IF-RPA ስርዓት ለኮቪድ-19 ማወቂያ (ከ[85] የተወሰደ)።ኤችአይቪ-1 ዲ ኤን ኤ (ከ [86] የተወሰደ) በፍጥነት ለመለየት የሚለበስ የ RPA ሙከራ መርሃ ግብር።SE ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ፣ ቪኤፍ ቪቢሪዮ ፍሉቪየስ፣ ቪፒ ቪቢሪዮ ፓራሃሞሊቲክስ፣ ቢሲሲ ባሲለስ ሴሬየስ፣ EC Escherichia coli፣ FAM carboxyfluorescein፣ የሰው የመከላከል አቅም ቫይረስ ኤችአይቪ፣ RPA recombinase polymerase ማጉያ፣ የ LED ብርሃን አመንጪ ዳዮድ፣ MI-IF-RPA የማይክሮፍሉይድልት ፖሊሜርሬዝሬትድ ፖሊመርአሴግ ማጉላት
በማይክሮ ፍሎይዲክ ላይ የተመሰረተ RPA በፍጥነት እያደገ ነው፣ ነገር ግን የቺፕ ማምረቻ እና የምላሽ ፍጆታ ዋጋ በጣም ከፍተኛ ስለሆነ የዚህን ቴክኖሎጂ አቅርቦት ለመጨመር መቀነስ አለበት።በተጨማሪም, የ RPA ከፍተኛ ስሜታዊነት ልዩ ያልሆኑ ምርቶችን በተለይም ብክለት በሚኖርበት ጊዜ መጨመር ላይ ተጽእኖ ሊያሳድር ይችላል.እነዚህ ገደቦች የ RPA ን በማይክሮፍሉዲክ ሲስተም ውስጥ መተግበር ላይ ተጽእኖ ሊያሳድሩ እና ተጨማሪ ማመቻቸትን ሊያስከትሉ ይችላሉ።በPOCT ውስጥ በ RPA ላይ የተመሰረቱ የማይክሮ ፍሎይድ ስልቶችን አዋጭነት ለማሻሻል በጥሩ ሁኔታ የተነደፉ ፕሪመር እና ለተለያዩ ኢላማዎች መፈተሻዎች ያስፈልጋሉ።
Cas13 እና Cas12a ኑክሊክ አሲዶችን በዘፈቀደ የመቁረጥ ችሎታ ስላላቸው እንደ ማወቂያ እና መመርመሪያ መሳሪያዎች ሊዳብሩ ይችላሉ።Cas13 እና Cas12a እንደቅደም ተከተላቸው ዲኤንኤ ወይም አር ኤን ኤ ላይ ለማነጣጠር ሲሰሩ ይንቀሳቀሳሉ።አንዴ ከነቃ ፕሮቲኑ በአቅራቢያው ያሉ ሌሎች ኑክሊክ አሲዶችን መሰንጠቅ ይጀምራል፣ከዚህ በኋላ አር ኤን ኤዎች በሽታ አምጪ ተህዋስያንን የሚያነጣጥሩ ኑክሊክ አሲዶችን በመምራት የተበላሹ የፍሎረሰንት መመርመሪያዎችን ፈልቅቀው ፍሎረሰንት ይለቃሉ።በዚህ ንድፈ ሐሳብ ላይ በመመስረት, Kellner et al.[87] በ Cas13 ላይ የተመሰረተ ዘዴ [ልዩ ከፍተኛ-ስሜታዊነት ኢንዛይማቲክ ዘጋቢ መክፈቻ (SHERLOCK)] እና Broughton et al.[88] በ Cas12a [CRISPR Trans Reporter ዒላማ የዲኤንኤ ኤንዶኑክሊየስ (DTECR) ላይ የተመሰረተ ሌላ አካሄድ አዳብሯል።
በቅርብ ዓመታት በ CRISPR ላይ የተመሰረቱ ኑክሊክ አሲዶችን ለመለየት የተለያዩ ዘዴዎች ታይተዋል [89, 90].ኑክሊክ አሲድ ማውጣትን፣ ማጉላትን እና CRISPRን ማግኘትን ጨምሮ በብዙ ሂደቶች ምክንያት በ CRISPR ላይ የተመሰረቱ የተለመዱ ዘዴዎች ብዙ ጊዜ የሚወስዱ እና ጉልበት የሚጠይቁ ናቸው።ፈሳሽ ወደ አየር መጋለጥ የውሸት አወንታዊ ውጤቶችን የመጨመር እድልን ይጨምራል።ከላይ ከተጠቀሰው አንጻር በ CRISPR ላይ የተመሰረቱ ስርዓቶች በጣም ማመቻቸት ያስፈልጋቸዋል.
ለ CRISPR-Cas12a እና CRISPR-Cas13a ማወቂያ አፕሊኬሽኖች [91] በትይዩ 24 ትንታኔዎችን ሊያከናውን የሚችል በሳንባ ምች ቁጥጥር ስር ያለ ማይክሮፍሉይድ መድረክ ተዘጋጅቷል።ስርዓቱ የኒውክሊክ አሲድ ማጉላትን የሚያልፍ እና የፌምቶሞላር ዲ ኤን ኤ እና አር ኤን ኤ ናሙናዎችን በራስ ሰር የሚያገኝ የፍሎረሰንስ መፈለጊያ መሳሪያ አለው።Chen እና ሌሎች.[92] የተቀናጀ recombinase ማጉላት ከ CRISPR-Cas12a ስርዓት ጋር በሴንትሪፉጋል ማይክሮፍሉዲክስ (ምስል 5 ሀ)።ይህ ስራ እነዚህን ሁለት ሂደቶች የማዋሃድ ችግርን ያሸንፋል ምክንያቱም Cas12a መልእክተኛ ዲ ኤን ኤን በማዋሃድ እና የማጉላት ሂደቱን ሊገታ ይችላል.በተጨማሪም, Chen et al.[92] አጠቃላይ ሂደቱን በራስ ሰር ለማጠናቀቅ በሴንትሪፉጋል የማይክሮ ፍሉይዲክ መቆጣጠሪያ ውስጥ የግብረ-መልስ መለዋወጫዎችን ቀድሞ አከማችቷል።በሌላ ሥራ, Silva et al.[93] ያለ CRISPR/Cas12a ማጉያ እና ስማርትፎን SARS-CoV-2ን ለመለየት የሚያስችል የምርመራ ዘዴ ፈጠረ (ምስል 5 ለ)።ይህ በሞባይል ስልክ ላይ የተመሰረተ ማጉላት-ነጻ ሲስተም በመባል የሚታወቀው፣ በማይክሮፍሉይዲክ ቻናሎች ውስጥ በካታላዝ የመነጩ የአረፋ ምልክቶችን በስማርትፎን እይታ ላይ የተመሠረተ CRISPR/Cas-dependent ኤንዛይምን ያካትታል።ያለ ቅድመ-ማጉላት ከ 50 ኮፒ/µl ኒዩክሊክ አሲድ በስሜታዊነት መለየት፣ ከናሙና መርፌ እስከ ሲግናል ንባብ ያለው አጠቃላይ ሂደት 71 ደቂቃ ብቻ ይወስዳል።
በ CRISPR ላይ የተመሰረተ የኑክሊክ አሲድ መፈለጊያ ዘዴዎች.ሴንትሪፉጋል POCT በCRISPR ላይ የተመሰረተ የተቀናጀ ሞለኪውላዊ ምርመራ (ከ[92] የተወሰደ)።ለ የ CASCADE ሙከራ በስማርትፎን ላይ የተመሰረተ SARS-CoV-2 ትንተና ማዳበር (ከ [93] የተወሰደ)።RAA recombinase amplification፣ PAM አጎራባች ፕሮቶስፔሰር ሞቲፍ፣ CRISPR የተሰባሰበ አጭር ፓሊንድሮሚክ በመደበኛ ክፍተቶች፣ CASCADE ሲስተም ያለ የሞባይል ስልክ ማጉላት በ CRISPR/CAS-ጥገኛ ኢንዛይሞች፣ 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride EDC
የኑክሊክ አሲድ ማወቂያ የመጨረሻ ደረጃ እንደመሆኑ፣ ሲግናል ማግኘቱ የምርመራ ውጤቶችን በቀጥታ የሚያንፀባርቅ ሲሆን ቀልጣፋ፣ ሚስጥራዊነት ያለው እና ትክክለኛ POCT ለመፍጠር ወሳኝ ነገር ነው።ሲግናሎች እንደ ፍሎረሰንት ፣ ኤሌክትሮኬሚካል ፣ ኮሎሪሜትሪክ እና ማግኔቲክ ስልቶች ያሉ የተለያዩ ዘዴዎችን በመጠቀም ሊነበቡ ይችላሉ።በዚህ ክፍል ውስጥ ለእያንዳንዱ አቀራረብ ምክንያቱን እንገልፃለን እና በማይክሮፍሉዲክስ ውስጥ የሚገኙትን ተላላፊ በሽታዎች ሞለኪውላዊ ምርመራዎችን እናነፃፅራለን.
Fluorescence-based ስልቶች ለ POCT ተላላፊ በሽታዎች ምርመራ በሰፊው ጥቅም ላይ የሚውሉት እጅግ በጣም ጥሩ ስሜታዊነት ፣ ዝቅተኛ ዋጋ ፣ የአሠራር ቀላልነት እና የእንክብካቤ ትንተና [94, 95] ነው።እነዚህ ስልቶች ምልክት የተደረገባቸው እንደ ፍሎረሰንት ማቅለሚያዎች እና ናኖ ማቴሪያሎች ያሉ ምልክት የተደረገባቸው ምልክቶችን (ፍሎረሰንት ማሻሻል ወይም ማጥፋት) ይጠቀማሉ።ይህ ግኝት በፍሎረሰንት ላይ የተመሰረቱ ስልቶች ቀጥተኛ የፍሎረሰንት መለያ፣ ሲግናል-ላይ እና ሲግናል-ኦፍ የፍሎረሰንት ማወቂያ [96] ተብለው ሊከፈሉ እንደሚችሉ ይጠቁማል።ቀጥተኛ የፍሎረሰንት መለያ ማወቂያ ከዒላማው ጋር በተመረጠ ጊዜ የተወሰነ መጠን ያለው የፍሎረሰንት መጠን የሚያመነጩ የተወሰኑ ጅማቶችን ለመሰየም ልዩ የፍሎረሰንት መለያዎችን ይጠቀማል።በምልክት ላይ የተመሰረተ የፍሎረሰንት ማወቂያ, የፍሎረሰንት ምልክት ጥራት ከፍላጎት መጠን ጋር በአዎንታዊ መልኩ ይዛመዳል.ዒላማ በማይኖርበት ጊዜ የፍሎረሰንት ጥንካሬ እዚህ ግባ የሚባል አይደለም እና በቂ መጠን ያለው ኢላማ ሲገኝ ሊታወቅ ይችላል።በተቃራኒው፣ በ "Sign-off" fluorescence የተገኘው የፍሎረሰንስ ጥንካሬ ከዒላማው መጠን ጋር የተገላቢጦሽ ነው፣ መጀመሪያ ላይ ከፍተኛው እሴት ላይ ይደርሳል እና ዒላማው ሲጨምር ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል።ለምሳሌ፣ በ CRISPR-Cas13a ኢላማ ላይ የተመሰረተ ትራንስ-ክሊቫጅ ዘዴን በመጠቀም Tian et al.[97] የተገለባበጥ ጽሑፍን በቀጥታ የሚያልፉ አር ኤን ኤዎችን ለመለየት ልብ ወለድ ማወቂያ ስልት ዘረጋ (ምስል 6 ሀ)።ከተጨማሪ ኢላማ አር ኤን ኤዎች ጋር ሲጣመር፣ የCRISPR-Cas13-RNA ኮምፕሌክስ ሊነቃ ይችላል፣ ይህም ልዩ ባልሆኑ ዘጋቢ አር ኤን ኤዎች ትራንኮላተራል ክፍተቶችን ያስነሳል።በፍሎረሰንት የተለጠፈው ዘጋቢ [Fluorophore (F)] በ quencher (Q) ያልተነካ እና በነቃው ኮምፕሌክስ ሲሰነጠቅ ፍሎረሴሴስ ይጠፋል።
የኤሌክትሮኬሚካላዊ ግኝት ጥቅሙ ከፍተኛ የመለየት ፍጥነት, ቀላል ምርት, ዝቅተኛ ዋጋ, ለመሸከም ቀላል እና አውቶማቲክ ቁጥጥር ነው.ለ POCT መተግበሪያዎች ኃይለኛ የትንታኔ ዘዴ ነው።በግራፊን የመስክ-ተፅዕኖ ትራንዚስተሮች Gao et al.[98] የላይም በሽታ አንቲጂኖችን ከ Borrelia burgdorferi ባክቴሪያ የ 2 pg/mL የመለየት ገደብ ያለው የላይም በሽታ አንቲጂኖችን ለመለየት ናኖቢዮሴንሰር ፈጠረ (ምስል 6 ለ)።
የኮሎሪሜትሪክ ሙከራዎች በPOCT አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ውለዋል፣ ይህም ከተንቀሳቃሽነት፣ ከዝቅተኛ ዋጋ፣ ከዝግጅቱ ቀላልነት እና ከእይታ ንባብ ጥቅሞች ተጠቃሚ ናቸው።Colorimetric ማወቂያ በፔሮክሳይድ ወይም በፔሮክሳይድ መሰል ናኖሜትሪዎች ኦክሲዴሽን፣ የናኖሜትሪያል ውህደት እና የጠቋሚ ማቅለሚያዎች መጨመር ስለ ኢላማ ኑክሊክ አሲዶች መኖር መረጃን ወደ የሚታይ የቀለም ለውጥ ለመለወጥ [99, 100, 101] ሊጠቀም ይችላል።በተለይም የወርቅ ናኖፓርቲሎች የኮሎሪሜትሪክ ስልቶችን ለማዳበር በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እና ፈጣን እና ጉልህ የሆነ የቀለም ለውጦችን የማምጣት ችሎታ በመኖሩ ፣በቦታው ላይ ተላላፊ በሽታዎችን ለመመርመር የPOCT colorimetric መድረኮችን የመፍጠር ፍላጎት እየጨመረ መጥቷል [102].በተቀናጀ ሴንትሪፉጋል ማይክሮፍሉዳይዲክ መሳሪያ [103]፣ በተበከለ ወተት ናሙናዎች ውስጥ ያሉ የምግብ ወለድ በሽታ አምጪ ተህዋሲያን በ10 የባክቴሪያ ህዋሶች ደረጃ በራስ-ሰር ሊገኙ ይችላሉ፣ ውጤቱም በ65 ደቂቃ ውስጥ በእይታ ሊነበብ ይችላል (ምስል 6 ሐ)።
መግነጢሳዊ ዳሳሽ ቴክኒኮች መግነጢሳዊ ቁሳቁሶችን በመጠቀም ትንታኔዎችን በትክክል ማወቅ ይችላሉ፣ እና በቅርብ አስርት ዓመታት ውስጥ በPOCT መተግበሪያዎች ላይ ከፍተኛ ፍላጎት ነበረው።መግነጢሳዊ ዳሳሽ ቴክኒኮች እንደ ዝቅተኛ ዋጋ መግነጢሳዊ ቁሳቁሶች ውድ ከሆኑ የጨረር አካላት ይልቅ አንዳንድ ልዩ ጥቅሞች አሏቸው።ነገር ግን፣ መግነጢሳዊ መስክ መጠቀም የማወቅን ውጤታማነት ያሻሽላል እና የናሙና ዝግጅት ጊዜን ይቀንሳል [104].በተጨማሪም የማግኔቲክ ፍተሻ ውጤቶች ከፍተኛ ልዩነት፣ ስሜታዊነት እና ከፍተኛ የሲግናል-ወደ-ጫጫታ ሬሾን ያሳያል።ሻርማ እና ሌሎች.መግነጢሳዊ ዋሻ መጋጠሚያ ባዮሴንሰርን ወደ ተንቀሳቃሽ የማይክሮ ቺፕ መድረክ አዋህዷል።[106] ለበሽታ አምጪ ተህዋሲያን ለብዙ ጊዜ መለየት (ምስል 6d).ባዮሴንሰሮች ከበሽታ አምጪ ተህዋሲያን የተነጠሉ ንዑስ ናሞላር ኑክሊክ አሲዶችን በስሱ ያገኙታል።
የተለመደ የምልክት ማወቂያ ዘዴ.የ Cas13a hyperlocalized ማወቂያ ጽንሰ-ሐሳብ (ከ [97] የተወሰደ)።b Graphene nanobiosensor FET ከ Lyme GroES scFv ጋር በማጣመር (ከ[98] የተወሰደ)።C Colorimetric የሚጠቁሙ በሴንትሪፉጋል ማይክሮፍሉዲክ ቺፕ ውስጥ የምግብ ወለድ በሽታ አምጪ ተህዋሲያን multiplex ለይቶ ማወቅ፡- ቁጥር 1 እና ቁጥር 3 ናሙናዎች ከዒላማ በሽታ አምጪ ተሕዋስያን ጋር፣ እና ቁጥር 2፣ ቁጥር 4 እና ቁጥር 5 ናሙናዎች ያለ ኢላማ በሽታ አምጪ ተህዋሲያን (ከ [103 የተወሰደ) .d ባዮሴንሰር በማግኔት ዋሻ መጋጠሚያ ላይ የተመሰረተ፣ መድረክን ጨምሮ፣ አብሮ የተሰራ የማገጃ ማጉያ፣ የቁጥጥር አሃድ እና ለምልክት ማመንጨት/ግዢ (ከ[106] የተወሰደ)።ጂኤፍኤቲ ግራፊን ኤፍኢቲ፣ ኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ሳልሞኔላ ታይፊሙሪየም፣ ቪብሪዮ ፓራሃሞሊቲክስ፣ ቪብሪዮ ፓራሃሞሊቲከስ፣ ሊስቴሪያ ሞኖሳይቶጂንስ፣ ፒሲ ፒሲ፣ ፒዲኤምኤስ ዲሜቲክሶን፣ ፒኤምኤምኤ ፖሊሜቲል ሜታክራላይት
ከላይ የተጠቀሱትን የመፈለጊያ ዘዴዎች በጣም ጥሩ ባህሪያት ቢኖሩም, አሁንም ድክመቶች አሏቸው.እነዚህ ዘዴዎች ተነጻጽረዋል (ሠንጠረዥ 1)፣ አንዳንድ አፕሊኬሽኖችን ከዝርዝሮች (ጥቅምና ጉዳቶች) ጋር ጨምሮ።
በማይክሮ ፍሉይዲክስ፣ በማይክሮ ኤሌክትሮ መካኒካል ሥርዓቶች፣ ናኖቴክኖሎጂ እና ቁሶች ሳይንስ ልማት፣ ተላላፊ በሽታዎችን ለመለየት የማይክሮ ፍሉይዲክ ቺፖችን መጠቀም ያለማቋረጥ [55,96,107,108] እያደገ ነው።ጥቃቅን መሳሪያዎችን እና ፈሳሾችን በትክክል መጠቀም ለምርመራ ትክክለኛነት እና ወጪ ቆጣቢነት አስተዋፅኦ ያደርጋል.ስለዚህ, ለቀጣይ እድገት, ቺፖችን ለማመቻቸት እና ለማሻሻል ጥረቶች ተደርገዋል, በዚህም ምክንያት የተለያዩ አወቃቀሮች እና ተግባራት ያላቸው የተለያዩ ማይክሮፍሉዲክ ቺፕስ.እዚህ ብዙ የተለመዱ የማይክሮፍሉይድ መድረኮችን በአጭሩ እናስተዋውቅ እና ባህሪያቸውን (ጥቅሞቹን እና ጉዳቶቹን) እናነፃፅራለን።በተጨማሪም፣ ከታች የተዘረዘሩት አብዛኛዎቹ ምሳሌዎች በዋናነት SARS-CoV-2ን በመዋጋት ላይ ያተኩራሉ።
ሎሲሲዎች በጣም የተለመዱ ትንንሽ ውስብስብ የትንታኔ ሥርዓቶች ሲሆኑ ተግባሮቻቸው በጣም ዝቅተኛ፣ የተዋሃዱ፣ አውቶሜትድ እና ከናሙና መርፌ እና ዝግጅት፣ ፍሰት ቁጥጥር እና ፈሳሽ መለየት [109, 110] ትይዩ ናቸው።ፈሳሾች በጥንቃቄ በተነደፉ ጂኦሜትሪ እና እንደ የግፊት ቀስቶች፣ ካፊላሪ እርምጃ፣ ኤሌክትሮዳይናሚክስ፣ መግነጢሳዊ መስኮች እና አኮስቲክ ሞገዶች ባሉ የብዙ አካላዊ ተፅእኖዎች መስተጋብር ይተዳደራሉ።LOCC በከፍተኛ የፍተሻ ማጣሪያ እና በበርካታ ማወቂያዎች ውስጥ እጅግ በጣም ጥሩ ጥቅሞችን ያሳያል, ፈጣን የትንታኔ ፍጥነት, አነስተኛ የናሙና መጠን, ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ እና ከፍተኛ የአስተዳደር እና የአሠራር ቅልጥፍና;ሆኖም የLOCC መሣሪያዎች በጣም ስስ፣ እና ማምረት፣ ማሸግ እና እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው።ሆኖም፣ ማባዛት እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ብዙ ችግሮች ያጋጥሟቸዋል [96]።ከሌሎች የመሣሪያ ስርዓቶች ጋር ሲነጻጸር, LOCC ከከፍተኛው የመተግበሪያ ልዩነት እና ምርጥ የቴክኖሎጂ ተኳሃኝነት አንፃር ልዩ ጥቅሞች አሉት, ነገር ግን ጉዳቶቹ ግልጽ ናቸው, ማለትም ከፍተኛ ውስብስብነት እና ደካማ ድግግሞሽ.ብዙውን ጊዜ ግዙፍ እና ውድ በሆኑ ውጫዊ ፓምፖች ላይ ጥገኛ መሆን በ POCT ውስጥ መጠቀማቸውን የበለጠ ይገድባል.
በኮቪድ-19 ወረርሽኝ ወቅት፣ LOCC ብዙ ትኩረት አግኝቷል።በተመሳሳይ ጊዜ, በርካታ ቴክኖሎጂዎችን የሚያጣምሩ በርካታ አዳዲስ ቺፖች አሉ.ለምሳሌ፣ ስማርት ስልኮች በአሁኑ ጊዜ እንደ ተንቀሳቃሽ መተንተኛ መሳሪያዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ እና ለ LOCC ውህደት ትልቅ አቅም አላቸው።ፀሐይ እና ሌሎች.[21] ኤስኤስ-ኮቪ-2ን ጨምሮ የአምስት በሽታ አምጪ ተህዋሲያን የተወሰኑ የኑክሊክ አሲድ ቅደም ተከተሎችን ማባዛት የሚያስችል የማይክሮ ፍሉይዲክ ቺፕ ፈለሰፈ እና ምላሹ ካለቀ በ1 ሰአት ውስጥ ስማርትፎን በመጠቀም ተንትኗል።እንደ ሌላ ምሳሌ, Sundah et al.[112] የ SARS-CoV-2 አር ኤን ኤ ኢላማዎችን ስማርትፎኖች በቀጥታ ለማግኘት የሞለኪውላር ማብሪያ / ማጥፊያ (ካታሊቲክ ማጉላት በሞለኪውላር ሽግግር ሁኔታ ማብሪያ / CATCH) ፈጠረ። CATCH ከተንቀሳቃሽ LOCC ጋር ተኳሃኝ ነው እና የላቀ አፈጻጸምን ያስገኛል (በግምት 8 አር ኤን ኤ ቅጂ/μl፤ <1 ሰ በክፍል ሙቀት) [112]። CATCH ከተንቀሳቃሽ LOCC ጋር ተኳሃኝ ነው እና የላቀ አፈጻጸምን ያስገኛል (በግምት 8 አር ኤን ኤ ቅጂ/μl፤ <1 ሰ በክፍል ሙቀት) [112]። CATCH совместим с портативным LOCC и обеспечивает превосходную производительность (примерно 8 копий Ректорно 8 копий Ректорный 8 копий Ректом. CATCH ከተንቀሳቃሽ LOCC ጋር ተኳሃኝ ነው እና እጅግ በጣም ጥሩ የግብአት አቅርቦትን ያቀርባል (በግምት 8 አር ኤን ኤ ቅጂ/µl፣ <1 ሰ በክፍል ሙቀት) [112]። ያዝ 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] ያዝ 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] ያዝ CATCH ከተንቀሳቃሽ ሎሲሲዎች ጋር ተኳሃኝ ነው እና ጥሩ አፈጻጸም አለው (በግምት 8 አር ኤን ኤ ቅጂ/µl፤ <1 ሰዓት በክፍል ሙቀት) [112]።በተጨማሪም የLOCC መሳሪያዎች ለሞለኪውላር መመርመሪያ እንዲሁም እንደ ቫኩም፣ ስትዘረጋ እና ኤሌክትሪክ ያሉ አንዳንድ የማሽከርከር ሃይሎችን ይጠቀማሉ።ካንግ እና ሌሎች.[113] ቫክዩም ፕላዝማኒክ ፈሳሽ PCR ቺፕ በመጠቀም ለኮቪድ-19 ፈጣን እና መጠናዊ ምርመራ የእውነተኛ ጊዜ፣ እጅግ በጣም ፈጣን ናኖፕላዝማ-በአ-ቺፕ PCR አሳይቷል።ሊ እና ሌሎች.[114] በመቀጠልም የኮቪድ-19 ምርመራን የሚያስችል በተዘረጋ የማይክሮ ፍሎይዲክ ቺፕ ሠራ።ናሙናው በጥራት አወንታዊ ወይም አሉታዊ መሆኑን ለመወሰን መድረኩ የ RT-LAMP ማጉያ ስርዓትን ይጠቀማል።በመቀጠል, Ramachandran et al.[115] በአይሶታኮፎረሲስ (አይቲፒ)፣ በማይክሮፍሉዲክስ ውስጥ የሚተገበር የተመረጠ አዮን ትኩረት ቴክኒክን በመጠቀም ተገቢውን የኤሌትሪክ መስክ ቅልመት አግኝቷል።ከአይቲፒ ጋር፣ ከጥሬ ናሶፍፊሪያንክስ ስዋብ ናሙናዎች የታለመ አር ኤን ኤ በራስ-ሰር ሊጸዳ ይችላል።ከዚያም Ramachandran et al.[115] ይህንን የአይቲፒ ማጥራት ከ ITP የተሻሻለ LAMP እና CRISPR ሙከራዎች ጋር በማጣመር SARS-CoV-2 በሰው nasopharyngeal swab እና ክሊኒካዊ ናሙናዎች በ35 ደቂቃ ውስጥ ተገኝቷል።በተጨማሪም, አዳዲስ ሀሳቦች በየጊዜው ብቅ ይላሉ.ጃድሃቭ እና ሌሎች.[116] ላዩን የተሻሻለ ራማን ስፔክትሮስኮፒን መሰረት በማድረግ ከማይክሮፍሉይዲክ መሳሪያ ጋር በአቀባዊ ተኮር ወርቅ/በብር የተሸፈነ የካርቦን ናኖቱብስ ወይም ሊጣሉ የሚችሉ ኤሌክትሮስፑን ማይክሮ/ናኖቱብስን የያዘ የምርመራ ዘዴ አቅርቧል።Membrane-functionalized ውስጠ ግንቡ የማጣሪያ ማይክሮ ቻነሎች ሊጣሉ የሚችሉ ናቸው።መሳሪያው ከተለያዩ የሰውነት ፈሳሾች/ፈሳሾች እንደ ምራቅ፣ ናሶፍፍሪንክስ እና እንባ ያሉ ቫይረሶችን ያስተዋውቃል።ስለዚህ, የቫይረሱ መጠን በጣም ብዙ እና ቫይረሱ በራማን ፊርማ በትክክል ሊታወቅ ይችላል.
ሎድ ሴንትሪፉጋል የማይክሮ ፍሉይዲክ መድረክ ሲሆን ሁሉም ሂደቶች የሚቆጣጠሩት በጥቃቅን የተዋቀረ ንጥረ ነገር (110) በሚሽከረከር ድግግሞሽ ፕሮቶኮል ነው።የLOAD መሳሪያው ሴንትሪፉጋል ሃይልን እንደ አስፈላጊ የማሽከርከር ሃይል በመጠቀም ይታወቃል።ፈሳሾች እንዲሁ ለካፒላሪ ፣ ኡለር እና ኮሪዮሊስ ኃይሎች ተገዢ ናቸው።የሴንትሪፉጅ መሳሪያን በመጠቀም ተጨማሪ የውጭ ቱቦዎችን, ፓምፖችን, አንቀሳቃሾችን እና አክቲቭ ቫልቮችን በማስወገድ ትንታኔዎች በተከታታይ ፈሳሽ ቀዶ ጥገና ከጨረር ወደ ውስጥ ወደ ውጫዊ አቀማመጥ ይከናወናሉ.በአጭሩ አንድ የቁጥጥር ዘዴ ሥራን ቀላል ያደርገዋል.ከጭነት ማእከል በተመሳሳይ ርቀት ላይ በተመሳሳይ ማይክሮፍላይዲክ ሰርጥ ውስጥ ባለው ፈሳሽ ላይ የሚሠሩት ኃይሎች እኩል ናቸው, ይህም የሰርጡን መዋቅር ለመድገም ያስችላል.ስለዚህ የLOAD መሳሪያዎች ለመንደፍ እና ለማምረት ከተለመዱት የ LOCC መሳሪያዎች የበለጠ ቀላል እና የበለጠ ኢኮኖሚያዊ ናቸው, ምላሾቹ በአብዛኛው ገለልተኛ እና ትይዩ ናቸው;ነገር ግን በሴንትሪፉጋል መሳሪያዎች ከፍተኛ የሜካኒካል ጥንካሬ ምክንያት ሊገኙ የሚችሉ የቺፕ እቃዎች የተገደቡ እና ትናንሽ መጠኖች አስቸጋሪ ናቸው.ወደ መኪናው.በተመሳሳይ ጊዜ፣ አብዛኛው የLOAD መሳሪያዎች ለአንድ አገልግሎት ብቻ የተነደፉ ናቸው፣ ይህም ለትልቅ ፍለጋ ውድ ነው [96, 117, 118, 119].
በቅርብ አሥርተ ዓመታት ውስጥ፣ በጣም ተስፋ ሰጪ ከሆኑ የማይክሮ ፍሎይዲክ መሣሪያዎች አንዱ የሆነው LOAD፣ ከተመራማሪዎች እና አምራቾች ከፍተኛ ትኩረት አግኝቷል።ስለዚህም LOAD ሰፊ ተቀባይነትን አግኝቷል እናም ለተላላፊ በሽታ አምጪ ተህዋስያን [120, 121, 122, 123, 124] ለሞለኪውላዊ ምርመራዎች ጥቅም ላይ ውሏል, በተለይም በ COVID-19 ወረርሽኝ ወቅት።ለምሳሌ፣ በ2020 መጨረሻ፣ Ji et al.[60] የ SARS-CoV-2 እና የኢንፍሉዌንዛ ኤ እና ቢ ኢንፌክሽኖችን በጉሮሮ ውስጥ ላሉት ናሙናዎች ፈጣን እና አውቶማቲክ ትይዩ ለመለየት የ RT-qPCR ምርመራ አሳይቷል።ከዚያም Xiong et al.[74] SARS-CoV-2 ን ጨምሮ ሰባት የሰው ልጆች የመተንፈሻ ኮሮናቫይረስን በፍጥነት፣ ትክክለኛ እና በአንድ ጊዜ ለመለየት LAMP የተቀናጀ ዲስኮይድ ማይክሮፍሉይዲክ መድረክን በ40 ደቂቃ ውስጥ አቅርቧል።በ 2021 መጀመሪያ ላይ, de Oliveira et al.[73] ለ RT-LAMP ሞለኪውላር የኮቪድ-19 ምርመራ የ polystyrene ቶነር ሴንትሪፉጋል የማይክሮ ፍሉይዲክ ቺፕ፣ በእጅ በጣት ጫፍ ሮታተር የሚሰራ አሳይቷል።በመቀጠል, Dignan et al.[39] ሳርስን-CoV-2 አር ኤን ኤ በቀጥታ ከቡካል ስዋብ ክፍሎች ለማጽዳት አውቶሜትድ ተንቀሳቃሽ ሴንትሪፉጅ ማይክሮ መሳሪያ አቅርቧል።ሜድቬድ እና ሌሎች.[53] የመስመር ላይ SARS-CoV-2 ኤሮሶል ናሙና ዘዴን በትንሹ መጠን የሚሽከረከር የማይክሮፍሉይዲክ ፍሎረሰንት ቺፕ በ10 ቅጂ/μL የመለየት ገደብ እና ቢያንስ የ15 ደቂቃ ዑደት ገደብ ያለው።ሱዋሬዝ እና ሌሎች.[75] በቅርብ ጊዜ የ SARS-CoV-2 አር ኤን ኤ በሙቀት ያልተነቃቁ ናሶፎፋርኒክስ ስዋብ ናሙናዎች LAMPን በመጠቀም የተቀናጀ ሞዱላር ሴንትሪፉጋል የማይክሮ ፍሎይዲክ መድረክ መፈጠሩን ዘግቧል።እነዚህ ምሳሌዎች በኮቪድ-19 ሞለኪውላዊ ምርመራዎች ውስጥ የLOAD ታላቅ ጥቅሞችን እና ተስፋዎችን ያሳያሉ።
እ.ኤ.አ. በ 1945 ሙለር እና ክሌግ [125] በመጀመሪያ የማጣሪያ ወረቀት እና ፓራፊን በመጠቀም የማይክሮ ፍሎይድ ቻናሎችን በወረቀት ላይ አቅርበዋል ።እ.ኤ.አ. በ 2007 የኋይትስድስ ቡድን [126] ለፕሮቲን እና ለግሉኮስ ምርመራ የመጀመሪያውን ተግባራዊ የወረቀት መድረክ ፈጠረ።ወረቀት ለማይክሮፍሉዲክስ ተስማሚ የሆነ ንጣፍ ሆኗል.ወረቀቱ እንደ ሃይድሮፊሊቲቲ እና ባለ ቀዳዳ መዋቅር፣ በጣም ጥሩ ባዮኬሚካላዊነት፣ ቀላል ክብደት፣ ተለዋዋጭነት፣ መታጠፍ፣ ዝቅተኛ ዋጋ፣ የአጠቃቀም ቀላልነት እና ምቾት የመሳሰሉ ተፈጥሯዊ ባህሪያት አሉት።ክላሲካል µPADs በወረቀት ወለል ላይ የተገነቡ የሃይድሮፊል/ሃይድሮፎቢክ መዋቅሮችን ያቀፈ ነው።በሶስት-ልኬት መዋቅር ላይ በመመስረት, μPADs በሁለት-ልኬት (2D) እና ባለሶስት-ልኬት (3D) μPADs ሊከፈል ይችላል.2D µPADs የሚመነጩት ሃይድሮፎቢክ ድንበሮችን በመፍጠር ማይክሮፍሉይዲክ ቻናሎችን በመፍጠር ሲሆን 3D µPADs ብዙውን ጊዜ ከ2D ማይክሮፍሉይዲክ ወረቀት ከተደራረበ፣ አንዳንዴም በወረቀት በማጠፍ፣ በማንሸራተት ቴክኒኮች፣ ክፍት ቻናሎች እና 3D ህትመት [96] ይሰራሉ።በ μPAD ላይ ያሉ የውሃ ወይም ባዮሎጂካል ፈሳሾች በዋነኝነት የሚቆጣጠሩት ያለ ውጫዊ የኃይል ምንጭ በካፒላሪ ኃይል ነው ፣ ይህም የ reagents ቅድመ ማከማቻን ፣ የናሙና አያያዝን እና የብዙዎችን መለየትን ያመቻቻል።ነገር ግን ትክክለኛ የፍሰት ቁጥጥር እና ባለብዙክስ ማወቂያ በቂ ባልሆነ የመፈለጊያ ፍጥነት፣ ስሜታዊነት እና እንደገና ጥቅም ላይ በሚውልበት [96, 127, 128, 129, 130] የተደናቀፈ ነው።
እንደ ኤች.ሲ.ቪ፣ ኤች አይ ቪ እና SARS-CoV-2 [131, 132] ላሉ ተላላፊ በሽታዎች ሞለኪውላዊ ምርመራ ያልተለመደ የማይክሮፍሉይዲክ መድረክ እንደመሆኑ መጠን μPAD በሰፊው ተሰራጭቷል።ኤች.ሲ.ቪን ለይቶ ለማወቅ፣ Tengam et al.[133] በፒሮሊዲኒል ፔፕታይድ ላይ የተመሰረተ በጣም ልዩ የሆነ የኑክሊክ አሲድ ምርመራን በመጠቀም በፍሎረሰንት ወረቀት ላይ የተመሰረተ ልብ ወለድ ባዮሴንሰር ፈጠረ።ኑክሊክ አሲዶች በአሚኖ ቡድኖች እና በአልዲኢይድ ቡድኖች መካከል በመቀነስ በከፊል በኦክሳይድ በተሰራ ሴሉሎስ ወረቀት ላይ የማይንቀሳቀሱ ናቸው ፣ እና ማወቂያው በፍሎረሰንት ላይ የተመሠረተ ነው።እነዚህ ምልክቶች ከተንቀሳቃሽ ስልክ ካሜራ ጋር በማጣመር ተንቀሳቃሽ የፍሎረሰንት ካሜራ ባለው ልዩ በተሰራ መግብር ሊነበቡ ይችላሉ።በመቀጠል, Lu et al.[134] በኒኬል/ወርቅ ናኖፓርተሎች/ካርቦን ናኖቱብስ/ፖሊቪኒል አልኮሆል ኦርጋሜታሊካል ማዕቀፍ ውህዶች ላይ በመመርኮዝ በወረቀት ላይ የተመሰረተ ተጣጣፊ ኤሌክትሮድ ነድፎ የኤችአይቪን ኢላማ በዲኤንኤ ማዳቀል ለመለየት ሚቲሊን ሰማያዊን እንደ ዲኤንኤ ሪዶክ አመልካች ነው።በቅርብ ጊዜ, Chowdury et al.[135] ለኮቪድ-19 ተንታኝ ማወቂያ ከ LAMP እና ተንቀሳቃሽ ምስል ቴክኖሎጂ ጋር በማጣመር ጥሬ የታካሚ ምራቅን በመጠቀም የእንክብካቤ µPAD መላምታዊ መድረክ ንድፍ አቅርቧል።
የጎን ፍሰት ፍተሻዎች ፈሳሾችን በካፒላሪ ሃይሎች ይመራሉ እና የፈሳሽ እንቅስቃሴን የሚቆጣጠሩት በባለ ቀዳዳ ወይም በጥቃቅን የተዋቀሩ ንዑሳን ክፍሎች እርጥበታማነት እና ባህሪያት ነው።የጎን ወራጅ መሳሪያዎች ናሙና, ኮንጁጌት, ኢንኩቤተር እና ማወቂያ እና የሚስቡ ንጣፎችን ያካትታሉ.በኤልኤፍኤ ውስጥ ያሉት ኑክሊክ አሲድ ሞለኪውሎች በማሰሪያው ቦታ ቀድመው የተከማቹ እና እንደ ውስብስቦች የሚተሳሰሩ የተወሰኑ ማሰሪያዎችን ይገነዘባሉ።ፈሳሹ በክትባት እና በመመርመሪያ ሳህኖች ውስጥ ሲያልፍ ፣ ውስብስቦቹ በሙከራ እና በመቆጣጠሪያ መስመሮች ላይ በሚገኙ የቀረጻ ሞለኪውሎች ተይዘዋል ፣ ይህም በቀጥታ ወደ እርቃና ዓይን ሊነበብ የሚችል ውጤት ያሳያል ።በተለምዶ LFA በ2-15 ደቂቃዎች ውስጥ ሊጠናቀቅ ይችላል, ይህም ከባህላዊ ግኝት የበለጠ ፈጣን ነው.በልዩ ዘዴ ምክንያት, LFA ጥቂት ስራዎችን ይፈልጋል እና ተጨማሪ መሳሪያዎችን አይፈልግም, ይህም ለተጠቃሚ ምቹ ያደርገዋል.ለማምረት እና ለማቃለል ቀላል ነው, እና በወረቀት ላይ የተመሰረቱ ንጣፎች ዋጋ ዝቅተኛ ነው.ይሁን እንጂ ለጥራት ትንተና ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል, እና አሃዛዊ ግኝት በጣም አስቸጋሪ ነው, እና የማባዛት ችሎታ እና የመጠቀም ችሎታ በጣም የተገደበ ነው, እና አንድ በቂ ኑክሊክ አሲድ ብቻ በአንድ ጊዜ ሊገኝ ይችላል [96,110,127].
ምንም እንኳን አብዛኛዎቹ የኤልኤፍኤ አፕሊኬሽኖች በክትባት ምርመራዎች ላይ ያተኮሩ ቢሆኑም፣ ኤልኤፍኤ ለሞለኪውላዊ ምርመራዎች በማይክሮፍሉዲክ ቺፖች ውስጥ መጠቀሙ ውጤታማ እና ታዋቂ ነው [136]።በሄፐታይተስ ቢ ቫይረስ, ኤችአይቪ እና SARS-CoV-2 LFA Gong et al.[137] ወደ ላይ የሚቀየር ናኖፓርቲክል ኤልኤፍኤ መድረክን አቅርቧል እና እንደ ኤችቢቪ ኑክሊክ አሲድ ያሉ በርካታ ኢላማዎችን ሚስጥራዊነት ባለው እና በመጠን በመለየት የዚህን አነስተኛ እና ተንቀሳቃሽ መድረክ ሁለገብነት አሳይቷል።በተጨማሪም ፉ እና ሌሎች.[138] ለኤችአይቪ-1 ዲ ኤን ኤ መጠናዊ ትንተና በዝቅተኛ ክምችት ላይ ላዩን የተሻሻለ ራማን ስፔክትሮስኮፒን መሰረት ያደረገ ልቦለድ LFA አሳይቷል።ለ SARS-CoV-2 ፈጣን እና ሚስጥራዊነት ማወቅ Liu et al.[85] የ RT-RPA እና ሁለንተናዊ የጎን ፍሰት ማወቂያ ስርዓትን ወደ አንድ ማይክሮፍሉዲክ ሲስተም በማጣመር በማይክሮፍሉይዲክ የተቀናጀ የ RPA የጎን ፍሰት ትንተና አዳብሯል።
የተለያዩ የማይክሮፍሉዲክ መድረኮች አተገባበር እንደ ልዩ ጥናቶች ይለያያሉ, የመሳሪያ ስርዓቱን አቅም እና ጥቅሞች ሙሉ በሙሉ ይጠቀማሉ.በተመጣጣኝ ዋጋ በተመጣጣኝ ቫልቮች፣ ፓምፖች እና ቱቦዎች፣ ሎሲሲ ለትግበራ ልዩነት እና ከታላቁ የእድገት ክፍል ጋር አብሮ ለመስራት በጣም አጠቃላይ መድረክ ነው።ስለዚህ፣ አዳዲስ ጥናቶች በ LOCC እንደ መጀመሪያ ሙከራ እንዲደረጉ እና ሁኔታዎች እንዲመቻቹ ተስፋ እናደርጋለን እና እንመክራለን።በተጨማሪም በስርዓቱ ውስጥ ይበልጥ ውጤታማ እና ትክክለኛ ዘዴዎች እንዲገኙ እና ጥቅም ላይ እንዲውሉ ይጠበቃል.ሎድ ከነባር የLOCC መሳሪያዎች ትክክለኛ ፈሳሾችን በመቆጣጠር የላቀ እና ልዩ ጥቅማ ጥቅሞችን በነጠላ ድራይቮች በሴንትሪፉጋል ሃይል ውጫዊ አንጻፊዎችን ሳያስፈልግ ሲያሳይ ትይዩ ምላሾች ሊለያዩ እና ሊመሳሰሉ ይችላሉ።ስለዚህ, ለወደፊቱ, LOAD በአነስተኛ የእጅ ስራዎች እና በበሰሉ እና አውቶማቲክ ቴክኖሎጂዎች ዋናው የማይክሮፍሉይድ መድረክ ይሆናል.የµPAD መድረክ የLOCC እና በወረቀት ላይ የተመረኮዙ ቁሳቁሶችን ለዝቅተኛ ወጪ፣ ነጠላ አጠቃቀም መመርመሪያዎችን ጥቅሞች ያጣምራል።ስለዚህ የወደፊቱ ልማት ምቹ እና በሚገባ የተመሰረቱ ቴክኖሎጂዎች ላይ ማተኮር አለበት.በተጨማሪም ኤልኤፍኤ የናሙና ፍጆታን ለመቀነስ እና ፈልጎ ማግኘትን ለማፋጠን ቃል በመግባት ለራቁት ዓይን መለየት በጣም ተስማሚ ነው።ዝርዝር የመድረክ ንጽጽር በሰንጠረዥ 2 ላይ ይታያል።
ዲጂታል ትንታኔዎች ናሙናውን ወደ ብዙ ማይክሮ ሬአክተሮች ይከፍሉታል, እያንዳንዳቸው የተወሰነ ቁጥር ያላቸው የዒላማ ሞለኪውሎች [139, 140] ይይዛሉ.ዲጂታል ሙከራዎች በሺዎች የሚቆጠሩ ትይዩ ባዮኬሚካላዊ ሙከራዎችን በአንድ ጊዜ እና በተናጥል በማይክሮን ሚዛን ክፍልፋዮች በተከታታይ ደረጃ ከማድረግ ይልቅ ፍፁም አሃዛዊነትን ለማከናወን ጉልህ ጥቅሞችን ይሰጣሉ።ከተለምዷዊ ማይክሮ ፍሎውዲክስ ጋር ሲነፃፀር የክፍል ምላሾች የናሙናውን መጠን ይቀንሳሉ፣ የአጸፋውን ውጤታማነት ይጨምራሉ እና ቻናል፣ ፓምፖች፣ ቫልቮች እና የታመቀ ዲዛይን ሳያስፈልጋቸው ከሌሎች የትንታኔ ዘዴዎች ጋር በቀላሉ ሊዋሃዱ ይችላሉ [141, 142, 143, 144, 145, 146 147] ።የሚከተሉት ሁለት ዘዴዎች እንደ ሴሎች, ኑክሊክ አሲዶች, እና ሌሎች ቅንጣቶች ወይም ሞለኪውሎች እንደ reagents እና ናሙናዎችን ጨምሮ, ወጥ እና ትክክለኛ የመፍትሄዎች መለያየት ለማሳካት ዲጂታል assays ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ: (1) ፈሳሽ በይነገጽ አለመረጋጋት የሚበዘብዝ emulsions;(2) የድርድር ክፍፍል የሚከናወነው በመሳሪያው ጂኦሜትሪክ ገደቦች ነው።በመጀመሪያው ዘዴ በማይክሮ ቻነሎች ውስጥ ሬጀንቶችን እና ናሙናዎችን የያዙ ጠብታዎች እንደ አብሮ-የአሁኑ ፣ፍሰት ፍሰት ፣ፍሰት ትኩረት ፣የተስተካከለ emulsification ፣ማይክሮ ቻነል ኢሙልሲፊኬሽን እና ሽፋኖችን በቪስኮስ ሸለተ ሀይሎች እና በሰርጥ ለውጥ ኢሚልሲፊሽን ሊፈጠሩ ይችላሉ።አካባቢያዊነት [143, 145, 146, 148, 149] ወይም ንቁ ዘዴዎችን በመጠቀም [150, 151], ይህም በኤሌክትሪክ, ማግኔቲክ, ሙቀት እና ሜካኒካል ቁጥጥር ተጨማሪ ኃይልን ያስተዋውቃል.በኋለኛው አቀራረብ ፣ በማይክሮፍሉዲክ ክፍሎች ውስጥ በጣም ጥሩው የፈሳሽ መጠን ተመሳሳይነት ተመሳሳይ መጠን ያላቸውን የቦታ አወቃቀሮችን እንደ ማይክሮፒት እና የወለል ድርድር [152,153,154] በመጠበቅ ይጋራሉ።በተለይም ጠብታዎች በዲጂታል ማይክሮ ፍሎውዲክስ (ዲኤምኤፍ) ላይ ተመስርተው በኤሌክትሮድ ድርድር ላይ ሊፈጠሩ እና ሊሠሩ የሚችሉ ዋና ዋና የፍሰት ክፍሎች ናቸው።የዲ ኤም ኤፍ ፅንሰ-ሀሳቦችን በኤሌክትሮwetting በጣም ከተጠናው የዲ ኤም ኤፍ ፅንሰ-ሀሳቦች ውስጥ አንዱ ነው ፣ ምክንያቱም የዲ ኤሌክትሪክ ኃይል ማጠጣት የግለሰቦችን ጠብታዎች በትክክል ማጭበርበር ፣ የፈሳሹን ቅርፅ እና በተለያዩ አቅጣጫዎች የሚያልፉ ያልተመጣጠነ የኤሌክትሪክ ምልክቶችን ይቆጣጠራል [141, 144].በዲኤምኤፍ ውስጥ ጠብታዎች ያሉት ዋና ዋና ተግባራት መደርደር፣ መከፋፈል እና መቀላቀል [151፣ 155፣ 156]፣ በተለያዩ የትንተና መስኮች በተለይም በሞለኪውላር ማወቂያ [157፣158፣159] ሊተገበሩ ይችላሉ።
ዲጂታል ኑክሊክ አሲድ ማወቂያ የሶስተኛ ትውልድ ሞለኪውላዊ ምርመራ ቴክኖሎጂ ከመደበኛው PCR እና ከኳንቲቲቲቭ ሪል-ታይም PCR (qPCR) በመቀጠል ከከፍተኛ-throughput ቅደም ተከተል እና ፈሳሽ ባዮፕሲ ጋር በትይዩ ነው።ባለፉት ሁለት አስርት ዓመታት ውስጥ ዲጂታል ኑክሊክ አሲዶች በተላላፊ በሽታ አምጪ ተህዋሲያን ሞለኪውላዊ ምርመራ መስክ በፍጥነት ፈጥረዋል [160, 161, 162].የዲጂታል ኑክሊክ አሲድ ማወቂያ ፍፁም መጠኑ የሚጀምረው እያንዳንዱ የዒላማ ቅደም ተከተል ወደ እያንዳንዱ ክፍል ውስጥ የመግባት እድሉ ተመሳሳይ መሆኑን ለማረጋገጥ ናሙናዎችን እና ሬጀንቶችን ወደ ግለሰባዊ ክፍሎች በማሸግ ነው።በንድፈ ሀሳብ፣ እያንዳንዱ ክፍል በርካታ የዒላማ ቅደም ተከተሎችን ሊመደብ ይችላል፣ ወይም ራሱን የቻለ የማይክሮሬክሽን ስርዓት ላይኖር ይችላል።ከላይ በተገለጹት የተለያዩ የዳሰሳ ስልቶች፣ ከተወሰነ ገደብ በላይ ምልክቶችን የሚያመነጩ ማይክሮቢያል ኢላማ ቅደም ተከተሎች ያላቸው ክፍሎች በራቁት አይን ወይም በማሽን ሊታዩ እና በአዎንታዊነት ሊሰየሙ የሚችሉ ሲሆን ሌሎች ከጣራው በታች ምልክቶችን የሚያመነጩ ክፍሎች ደግሞ አዎንታዊ ተብለው ተጠርተዋል። .አሉታዊ, ይህም ለእያንዳንዱ ክፍል ምልክት ቡሊያን ያደርገዋል.ስለዚህ, የተፈጠሩትን ክፍሎች ብዛት እና ምላሽ ከተሰጠ በኋላ የአዎንታዊ ውጤቶችን መጠን በማስላት, የፈተና ናሙናዎች የመጀመሪያ ቅጂዎች መደበኛ ኩርባ ሳያስፈልግ በፖይሰን ማከፋፈያ ፎርሙላ ሊጣመሩ ይችላሉ, ይህም ለመደበኛ የቁጥር ትንታኔዎች አስፈላጊ ነው. እንደ qPCR.[163] ከተለምዷዊ ሞለኪውላር የምርመራ ዘዴዎች ጋር ሲነጻጸር፣ ዲጂታል ኑክሊክ አሲድ ማወቂያ ከፍተኛ መጠን ያለው አውቶሜሽን፣ ከፍተኛ የትንታኔ ፍጥነት እና ስሜታዊነት፣ አነስተኛ ሪጀንቶች፣ አነስተኛ ብክለት እና ቀላል ዲዛይን እና ምርት አለው።በነዚህ ምክንያቶች የዲጂታል ሙከራዎችን በተለይም ጠብታ ላይ የተመሰረቱ ዘዴዎችን ለሞለኪውላዊ ምርመራ ማጉላት እና የሲግናል ንባብ ቴክኒኮችን በማጣመር በ SARS-CoV-2 ወሳኝ ወረርሽኝ ወቅት በደንብ ተምሯል።ለምሳሌ, Yin et al.[164] የተቀናጁ droplet ዲጂታል እና ፈጣን PCR ዘዴዎች ORF1ab, N, እና RNase P ጂኖችን በ SARS-CoV-2 በማይክሮፍሉይድ ቺፕ ውስጥ ለመለየት።በተለይም ስርዓቱ በ 115 ሰከንድ ውስጥ አወንታዊ ምልክትን መለየት ችሏል, ይህም ከተለመደው PCR የበለጠ ፈጣን ነው, ይህም በእንክብካቤ ማወቂያ (ምስል 7 ሀ) ላይ ውጤታማነቱን ያሳያል.ዶንግ እና ሌሎች.[165], Sow et al.[157]፣ Chen et al.[166] እና Alteri et al.[167] እንዲሁም SARS-CoV-2ን በማይክሮፍሉይዲክ ሲስተም ውስጥ አስደናቂ ውጤቶችን ለማግኘት ጠብታ ዲጂታል PCR (ddPCR) ተተግብሯል።የመፈለጊያውን መጠን የበለጠ ለማሻሻል, Shen et al.[168] የምስል መስፋት ቴክኒኮችን ሳይጠቀሙ በ ddPCR ላይ የተመሰረተ ቺፕ ኢሜጂንግ በ15 ሰከንድ ውስጥ አሳክቷል፣ ይህም የ ddPCR ቴክኖሎጂን ከላብራቶሪ ወደ አተገባበር አፋጥኗል።እንደ PCR ያሉ የሙቀት ማጉላት ዘዴዎች ብቻ ሳይሆን የኢሶተርማል ማጉላት ዘዴዎች የምላሽ ሁኔታዎችን እና ፈጣን ምላሽን ለማቃለል ጥቅም ላይ ይውላሉ.ሉ እና ሌሎች.[71] ስሊፕቺፕን ለ droplet ትንተና የዳበረ፣ በአንድ ደረጃ የተለያየ መጠን ያላቸውን ጠብታዎች በከፍተኛ እፍጋቶች ማመንጨት የሚችል እና SARS-CoV-2 ኑክሊክ አሲዶችን በዲጂታል LAMP (ምስል 7 ለ) በመለካት።እንደ ፈጣን እድገት ቴክኖሎጂ፣ CRISPR ተጨማሪ የኒውክሊክ አሲድ እድፍ ሳያስፈልግ ምቹ በሆነ የኮሪሜትሪክ ምስል በዲጂታል ኑክሊክ አሲድ ፈልጎ ማግኘት ላይ ትልቅ ሚና መጫወት ይችላል።አከርማን እና ሌሎች.ለኒውክሊክ አሲዶች ለብዙ ጊዜ ግምገማ የተዋሃደ ማትሪክስ ምላሽ ፈጠረ።[158] ሳርኤስ-CoV-2ን ጨምሮ 169 ከሰው ጋር የተገናኙ ቫይረሶች በማይክሮዌል ምርመራ ውስጥ CRISPR-Cas13 ላይ የተመሰረቱ ኑክሊክ አሲድ መመርመሪያዎችን በያዙ ጠብታዎች ውስጥ ተገኝቷል (ምስል 7c)።በተጨማሪም የኢሶተርማል ማጉላት እና የ CRISPR ቴክኖሎጂ የሁለቱም ጥቅሞችን በአንድ ላይ ለማጣመር በአንድ ስርዓት ውስጥ መጠቀም ይቻላል.ፓርክ እና ሌሎች.[169] CRISPR/Cas12a ዲጂታል ዳሰሳ በነጠላ ደረጃ RT-RPA ላይ አጭር እና ከፍተኛ ሲግናል ወደ ከበስተጀርባ ማወቂያ ላይ በመመስረት የተመረተ እና በሙቀት የተገደለ SARS-CoV-2ን ለመለየት በንግድ ማይክሮፍሉይድ ቺፕ ውስጥ ተሰራ። የጊዜ ጥምርታ., ሰፊ ተለዋዋጭ ክልል እና የተሻለ ስሜታዊነት (ምስል 7d).የእነዚህ ምሳሌዎች አንዳንድ መግለጫዎች በሰንጠረዥ 3 ውስጥ ተሰጥተዋል።
ለኑክሊክ አሲድ ማወቂያ የተለመደ ዲጂታል መድረክ።ፈጣን አሃዛዊ PCR የስራ ሂደት አራት ቁልፍ ደረጃዎችን ያቀፈ ነው፡- የናሙና ዝግጅት፣ የምላሽ ቅይጥ ስርጭት፣ የማጉላት ሂደት እና የታለመ መጠን (ከ[164] የተወሰደ)።ለ SlipChip ጠብታዎች በከፍተኛ መጠጋጋት (ከ [71] የተወሰደ) ጠብታዎች እንዲፈጠሩ የመርሃግብር ማሳያ።c CARMEN-Cas የስራ ፍሰት ዲያግራም13 (ከ[158] የተወሰደ)።d የላቀ የዲጂታል ቫይረስ ማወቂያ አጠቃላይ እይታ CRISPR/Cas በአንድ ማሰሮ ውስጥ (ከ[169] የተወሰደ)።ወ/ኦ ውሃ-ውስጥ-ዘይት፣ polydimethylsiloxane PDMS፣ PCR polymerase chain reaction፣ DAQ መረጃ አሰባሰብ፣ PID የተመጣጣኝ ኢንተራል ተዋፅኦ፣ CARMEN ጥምር ማትሪክስ ምላሽ ለ multiplex ኑክሊክ አሲድ ግምገማ፣ SARS-CoV-2፣ ከባድ አጣዳፊ የመተንፈሻ አካላት ሲንድሮም፣ ኮሮናቫይረስ 2፣ የተገላቢጦሽ ትራንስክሪፕትሴ ሪኮምቢናሴ ፖሊሜሬሴ-አርፒኤ፣ የኤስ/ቢ ምልክት ከበስተጀርባ RT ማጉላት