ຂ່າວ

ຍຸດທະສາດການວິນິດໄສແບບດັ້ງເດີມໃນການກວດຫາພະຍາດຕິດແປດຕ້ອງການໃຊ້ເຄື່ອງມື benchtop ທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການທົດສອບຈຸດດູແລ (POCT).microfluidics ທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນແມ່ນເປັນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ມີຂະຫນາດນ້ອຍ, ອັດຕະໂນມັດ, ແລະປະສົມປະສານທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ເປັນທາງເລືອກທີ່ມີທ່າແຮງຂອງວິທີການແບບດັ້ງເດີມສໍາລັບການວິນິດໄສທີ່ໄວ, ລາຄາຖືກ, ຖືກຕ້ອງຢູ່ໃນສະຖານທີ່.ວິທີການວິນິດໄສໂມເລກຸນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນ microfluidic ເປັນວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ສຸດສໍາລັບການກວດພົບເຊື້ອພະຍາດ.ການທົບທວນຄືນນີ້ສະຫຼຸບຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ຜ່ານມາໃນການວິນິດໄສໂມເລກຸນທີ່ອີງໃສ່ microfluidic ຂອງພະຍາດຕິດຕໍ່ຈາກທັງທັດສະນະທາງວິຊາການແລະອຸດສາຫະກໍາ.ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ພວກເຮົາອະທິບາຍການປະມວນຜົນເທິງຊິບປົກກະຕິຂອງອາຊິດນິວເຄຼຍ, ລວມທັງການປະຕິບັດຕົວຢ່າງ, ການຂະຫຍາຍແລະການອ່ານສັນຍານ.ຄຸນລັກສະນະ, ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງສີ່ປະເພດຂອງເວທີ microfluidic ໄດ້ຖືກປຽບທຽບຫຼັງຈາກນັ້ນ.ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາຈະປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບການນໍາໃຊ້ການວິເຄາະດິຈິຕອນສໍາລັບການກໍານົດປະລິມານຢ່າງແທ້ຈິງຂອງອາຊິດ nucleic.ທັງສອງອຸປະກອນການວິນິດໄສໂມເລກຸນທີ່ອີງໃສ່ microfluidic ການຄ້າແບບຄລາສສິກແລະທີ່ຜ່ານມາແມ່ນໄດ້ຖືກສະຫຼຸບເປັນຫຼັກຖານຂອງສະຖານະການໃນປະຈຸບັນຂອງຕະຫຼາດ.ສຸດທ້າຍ, ພວກເຮົາສະເຫນີທິດທາງໃນອະນາຄົດສໍາລັບການວິນິດໄສ microfluidic ຂອງພະຍາດຕິດຕໍ່.
ພະຍາດຕິດຕໍ່ແມ່ນເກີດມາຈາກເຊື້ອພະຍາດ, ລວມທັງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ, ໄວຣັສ, ແລະແມ່ກາຝາກ, ທີ່ແຜ່ລາມໄປທົ່ວໂລກ.ບໍ່ເຫມືອນກັບພະຍາດອື່ນໆ, ເຊື້ອພະຍາດຕິດຕໍ່ຢ່າງໄວວາແລະແຜ່ລາມລະຫວ່າງຄົນແລະສັດທີ່ເປັນເຈົ້າພາບໂດຍຜ່ານການ inoculation, ອາກາດແລະນ້ໍາ [1].ການປ້ອງກັນພະຍາດຕິດຕໍ່ແມ່ນສໍາຄັນເປັນມາດຕະການສຸຂະພາບສາທາລະນະ.3 ຍຸດ​ທະ​ສາດ​ຕົ້ນຕໍ​ໃນ​ການ​ຕ້ານ​ພະຍາດ​ຕິດ​ແປດ​ຄື: (1) ຄວບ​ຄຸມ​ແຫຼ່ງ​ເຊື້ອ​ພະຍາດ;(2) ການຂັດຂວາງເສັ້ນທາງສາຍສົ່ງ;(3) ການປົກປ້ອງປະຊາກອນທີ່ມີຄວາມສ່ຽງ.ໃນບັນດາຍຸດທະສາດຕົ້ນຕໍ, ການຄວບຄຸມແຫຼ່ງຂອງການຕິດເຊື້ອແມ່ນຖືວ່າເປັນຍຸດທະສາດທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຍ້ອນຄວາມສະດວກສະບາຍແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ.ການວິນິດໄສຢ່າງໄວວາ, ການໂດດດ່ຽວ, ແລະການປິ່ນປົວຜູ້ຕິດເຊື້ອແມ່ນສໍາຄັນ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຍຸດທະສາດການວິນິດໄສໄວ, ລະອຽດອ່ອນ, ແລະຖືກຕ້ອງ [2].ການວິນິດໄສຂອງພະຍາດຕິດຕໍ່ໃນປະຈຸບັນມັກຈະສົມທົບການກວດກາທາງດ້ານຄລີນິກໂດຍອີງໃສ່ອາການແລະອາການແລະການສຶກສາຫ້ອງທົດລອງເຊັ່ນ: ວັດທະນະທໍາຈຸລັງແລະການວິນິດໄສໂມເລກຸນ, ເຊິ່ງຕ້ອງການພະນັກງານທີ່ໄດ້ຮັບການຝຶກອົບຮົມ, ຂັ້ນຕອນທີ່ໃຊ້ແຮງງານຫຼາຍ, ແລະອຸປະກອນການທົດສອບລາຄາແພງ [3, 4].ການປ້ອງກັນການລະບາດຂອງພະຍາດຕິດຕໍ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການວິນິດໄສທ້ອງຖິ່ນຢ່າງໄວວາ, ລາຄາບໍ່ແພງ, ແລະຖືກຕ້ອງ, ໂດຍສະເພາະໃນພື້ນທີ່ຈໍາກັດດ້ານຊັບພະຍາກອນທີ່ພະຍາດຕິດຕໍ່ແມ່ນພົບເລື້ອຍແລະຮ້າຍແຮງ [5], ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການປິ່ນປົວໃນຖິ່ນແຫ້ງແລ້ງກັນດານຫຼືໃນສະຫນາມຮົບ, ບ່ອນທີ່ສະຖານະການສຸກເສີນແມ່ນບໍ່ສາມາດຄາດເດົາໄດ້..ການດູແລທາງການແພດແມ່ນຈໍາກັດ [6].ໃນສະພາບການນີ້, microfluidics ເປັນເທກໂນໂລຍີທີ່ລວມເອົາເຕັກໂນໂລຢີລະບົບກົນຈັກຈຸນລະພາກ, nanotechnology, ຫຼືວິທະຍາສາດວັດສະດຸສໍາລັບການຫມູນໃຊ້ນ້ໍາທີ່ຊັດເຈນ [7,8,9,10], ສະຫນອງຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃຫມ່ສໍາລັບການກວດສອບຈຸດດູແລ (POCT).) ຕົວແທນຕິດເຊື້ອນອກໂຮງໝໍ ແລະຫ້ອງທົດລອງ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບການວິນິດໄສແບບໃຊ້ເວລາແບບດັ້ງເດີມ, ເທັກໂນໂລຍີ microfluidic ໃຫ້ຕົວຢ່າງ ແລະປະຫຍັດຕົ້ນທຶນສຳລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນໃນລະຫວ່າງການລະບາດຂອງພະຍາດ.ການແຜ່ລະບາດຂອງໂລກໄວຣັສໂຄໂຣນາ 2019 (COVID-19) ແມ່ນເກີດຈາກໂຣກລະບົບຫາຍໃຈສ້ວຍແຫຼມຮ້າຍແຮງ SARS-CoV-2), ສະນັ້ນ ຄວາມສຳຄັນຂອງຈຸລິນຊີສຳລັບການປ້ອງກັນ ແລະຄວບຄຸມການລະບາດຂອງພະຍາດດັ່ງກ່າວໃຫ້ທັນເວລາ [11, 12] , 13].ບໍ່ຄືກັບການວິນິດໄສແບບດັ້ງເດີມ, microfluidic POCT ໃຊ້ອຸປະກອນແບບພົກພາຂະຫນາດນ້ອຍຕັ້ງແຕ່ເຄື່ອງວິເຄາະ benchtop ໄປຫາແຖບທົດສອບ sidestream ຂະຫນາດນ້ອຍເພື່ອທົດສອບຢູ່ໃກ້ກັບຈຸດຕົວຢ່າງ [14].ການ​ທົດ​ສອບ​ເຫຼົ່າ​ນີ້​ມີ​ການ​ກະ​ກຽມ​ທີ່​ງ່າຍ​ດາຍ​ຫຼື​ບໍ່​ມີ​ຕົວ​ຢ່າງ​, ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ສັນ​ຍານ​ໄວ​, ແລະ​ການ​ອ່ານ​ສັນ​ຍານ​ທີ່​ລະ​ອຽດ​ອ່ອນ​ທີ່​ເຮັດ​ໃຫ້​ມີ​ໄລ​ຍະ​ສັ້ນ​ແລະ​ຜົນ​ໄດ້​ຮັບ​ທີ່​ຖືກ​ຕ້ອງ​ພາຍ​ໃນ​ນາ​ທີ​.ການມີຢູ່ແລະການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍຂອງເຄື່ອງມືການດູແລສຸຂະພາບທີ່ອີງໃສ່ microfluidic ໄດ້ຂະຫຍາຍການນໍາໃຊ້ການວິນິດໄສທີ່ມີລາຄາຖືກແລະໂດຍກົງຢູ່ນອກໂຮງຫມໍ, ຢູ່ໃກ້ກັບຄົນເຈັບ, ແລະແມ້ກະທັ້ງຢູ່ເຮືອນ.
ໃນບັນດາຍຸດທະສາດທີ່ມີຢູ່ແລ້ວສໍາລັບການວິນິດໄສພະຍາດຕິດຕໍ່, ການວິນິດໄສໂມເລກຸນແມ່ນຫນຶ່ງໃນຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ສຸດ [15, 16].ນອກຈາກນັ້ນ, ການວິນິດໄສໂມເລກຸນມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ເປັນມາດຕະຖານຄໍາສໍາລັບການກວດສອບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງ COVID-19, ອະນຸຍາດໃຫ້ກວດພົບໂດຍກົງຂອງພື້ນທີ່ສະເພາະຂອງໄວຣັສຂອງ RNA ຫຼື DNA ກ່ອນທີ່ຈະເລີ່ມຕົ້ນການຕອບສະຫນອງຂອງພູມຕ້ານທານ [17, 18].ໃນການທົບທວນຄືນໃນປະຈຸບັນ, ພວກເຮົາສະເຫນີຄວາມກ້າວຫນ້າຫລ້າສຸດໃນຂະບວນການວິນິດໄສໂມເລກຸນທີ່ອີງໃສ່ microfluidics ສໍາລັບພະຍາດຕິດຕໍ່, ຈາກທັດສະນະທາງວິຊາການໄປສູ່ທັດສະນະອຸດສາຫະກໍາໃນອະນາຄົດ (ຮູບ 1).ພວກເຮົາຈະເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍສາມຂັ້ນຕອນທີ່ສໍາຄັນໃນການກວດຫາອາຊິດນິວຄລີອິກ: ການປິ່ນປົວຕົວຢ່າງໃນຊິບ, ການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກ, ແລະການອ່ານສັນຍານ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາໄດ້ປຽບທຽບປະເພດຕ່າງໆຂອງແພລະຕະຟອມ microfluidic ກັບໂຄງສ້າງແລະຫນ້າທີ່ຂອງມັນ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນລັກສະນະທີ່ເປັນເອກະລັກ (ຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຈຸດອ່ອນ).ການກວດຫາອາຊິດນິວຄລີອິກແບບດິຈິຕອລແມ່ນໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລືຕື່ມອີກ ແລະຍົກໃຫ້ເປັນຕົວຢ່າງຂອງເທັກໂນໂລຍີລຸ້ນທີ 3 ສຳລັບການວັດແທກປະລິມານຢ່າງແທ້ຈິງຂອງໂມເລກຸນເຊື້ອພະຍາດທີ່ຕິດເຊື້ອ.ນອກຈາກນັ້ນ, ອຸປະກອນ POCT ການຄ້າແບບປົກກະຕິແລະຫລ້າສຸດຈໍານວນຫນຶ່ງຈະຖືກນໍາສະເຫນີເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງສະຖານະການໃນປະຈຸບັນຂອງຕະຫຼາດ microfluidic POCT ສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນ.ພວກເຮົາຍັງຈະສົນທະນາແລະອະທິບາຍວິໄສທັດຂອງພວກເຮົາສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນອະນາຄົດ.
ໂມດູນຂອງຊິບ microfluidic ສໍາລັບການກວດສອບອາຊິດ nucleic ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມປະເພດ (ການເກັບຕົວຢ່າງ, ການຮັບຮູ້, ແລະສັນຍານ) ຕາມຫນ້າທີ່ຂອງມັນ [19].ໃນ​ບັນ​ດາ​ໂມ​ດູນ​ເຫຼົ່າ​ນີ້​, ໂມ​ດູນ​ການ​ເກັບ​ຕົວ​ຢ່າງ​ສ່ວນ​ໃຫຍ່​ແມ່ນ​ຮັບ​ຮູ້​ຕົວ​ຢ່າງ lysis ແລະ​ການ​ສະ​ກັດ​ອາ​ຊິດ nucleic​.ໂມດູນເຊັນເຊີສ່ວນໃຫຍ່ຄວບຄຸມການແປງແລະການຂະຫຍາຍສັນຍານອາຊິດນິວຄລີອິກ.ໂມດູນສັນຍານກວດພົບສັນຍານທີ່ຖືກແປງແລະປະມວນຜົນໂດຍໂມດູນການຮັບຮູ້.ອີງ​ຕາມ​ຂະ​ບວນ​ການ​ຂອງ​ການ​ກວດ​ສອບ​ອາ​ຊິດ nucleic ໃນ​ຊິບ​ໄດ້​, ພວກ​ເຮົາ​ຈະ​ສັງ​ລວມ​ຊິບ​ຕ່າງໆ​ທີ່​ສາ​ມາດ​ຮັບ​ຮູ້​ຫນ້າ​ທີ່ "ການ​ປ້ອນ​ແລະ​ຜົນ​ຜະ​ລິດ​"​.
ຂັ້ນຕອນທໍາອິດໃນການກວດສອບອາຊິດນິວຄລີອິກແມ່ນການສະກັດເອົາອາຊິດນິວຄລີອິກ, ເຊັ່ນການແຍກອາຊິດນິວຄລີອິກເປົ້າຫມາຍຈາກຕົວຢ່າງຕົ້ນສະບັບ.ການສະກັດເອົາອາຊິດນິວຄລີອິກແມ່ນປະຕິບັດເພື່ອຊໍາລະອາຊິດນິວເຄຼຍຈາກສິ່ງປົນເປື້ອນໂມເລກຸນອື່ນໆ, ຮັບປະກັນຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງຕົ້ນຕໍຂອງໂມເລກຸນອາຊິດນິວເຄຼຍ, ແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບຜົນໄດ້ຮັບ.ການສະກັດເອົາອາຊິດນິວເຄຼຍຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີ lysis ຕົວຢ່າງທີ່ຈໍາເປັນແລະການຈັບອາຊິດນິວຄລີອິກ, ຄຸນນະພາບແລະປະສິດທິພາບທີ່ມີຜົນກະທົບອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ການຄົ້ນຄວ້າແລະຜົນການວິນິດໄສ.ຜົນຂ້າງຄຽງທີ່ລະອຽດອ່ອນໃດໆໃນລະຫວ່າງການສະກັດເອົາອາດຈະຈໍາກັດການກວດພົບຕື່ມອີກ.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ປະຕິກິລິຍາລະບົບຕ່ອງໂສ້ polymerase (PCR) ແລະ loop isothermal amplification (LAMP) ວິທີການຖືກຍັບຍັ້ງໂດຍບາງສານລະລາຍອິນຊີທີ່ຕົກຄ້າງເຊັ່ນເອທານອນແລະ isopropanol ໃນທາດປະສົມອາຊິດນິວຄລີອິກ [20].ການສະກັດເອົາຂອງແຫຼວ-ຂອງແຫຼວ ແລະການສະກັດເອົາໄລຍະແຂງແມ່ນວິທີທີ່ນິຍົມທີ່ສຸດສໍາລັບການແຍກອາຊິດນິວຄລີອິກ [21], ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ການສະກັດເອົາຂອງແຫຼວໃນຊິບແມ່ນຈໍາກັດທີ່ສຸດ, ເນື່ອງຈາກວ່າທາດ reagents ທີ່ໃຊ້ໃນການສະກັດຂອງແຫຼວເຮັດໃຫ້ເກີດການກັດກ່ອນຂອງຊິບ microfluidic ສ່ວນໃຫຍ່. .ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາຍົກໃຫ້ເຫັນວິທີການສະກັດໄລຍະແຂງໂດຍອີງໃສ່ microarray ແລະປຽບທຽບຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງມັນ.
ຊິລິໂຄນເປັນວັດສະດຸຍ່ອຍທີ່ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບອາຊິດນິວຄລີອິກເນື່ອງຈາກຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງ, ແລະຄວາມງ່າຍຂອງການດັດແປງ [22].ສິ່ງສໍາຄັນ, ເມື່ອຖືກດັດແປງດ້ວຍຊິລິກາຫຼືວັດສະດຸອື່ນໆ, ທາດປະສົມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທີ່ຈະ adsorb ອາຊິດ nucleic ຄິດຄ່າທໍານຽມທາງລົບພາຍໃຕ້ pH ຕ່ໍາ, ສະພາບເກືອສູງໃນຂະນະທີ່ eluting ກັບ pH ສູງ, ການແກ້ໄຂເກືອຕ່ໍາ.ອີງຕາມປະກົດການນີ້, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະຊໍາລະອາຊິດ nucleic.
ຮູບແບບຕ່າງໆຂອງວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ຊິລິກາໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການສະກັດເອົາອາຊິດ nucleic ໃນ microfluidics, ເຊັ່ນ: silica beads, ຜົງ, ການກັ່ນຕອງ microfiber, ແລະເຍື່ອ silica [23, 24, 25, 26].ອີງຕາມຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ, ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນສາມາດນໍາໃຊ້ໃນ microcircuits ໃນວິທີຕ່າງໆ.ຕົວຢ່າງ, ເມັດ silica, ຝຸ່ນ, ແລະ nanofilters ການຄ້າພຽງແຕ່ສາມາດຖືກໃສ່ເຂົ້າໄປໃນຮູຂຸມຂົນຫຼື microchannels ຂອງ chip microfluidic ແລະຊ່ວຍສະກັດເອົາອາຊິດ nucleic ຈາກຕົວຢ່າງ [27, 28, 29].ແຜ່ນຊິລິກາທີ່ຖືກດັດແປງພື້ນຜິວຍັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຮັດຄວາມສະອາດ DNA ຢ່າງໄວວາຈາກເຊື້ອພະຍາດດ້ວຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ.ຕົວຢ່າງ, Wang et al.[30] ໂດຍການລວມເອົາປະຕິກິລິຍາການຂະຫຍາຍ denaturing ກັບ vesicle-mediated chain exchanges ກັບ silica membranes coated with chitosan oligosaccharides, a versatile portable system is introduced a versatile portable system that successfully detected 102-108 colony forming units.(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., ແລະການປະກົດຕົວຂອງເຊື້ອໄວຣັສແມ່ນສັງເກດເຫັນໄດ້ງ່າຍ.Powell et al.[31] ຫຼັງຈາກນັ້ນ, microarrays ທີ່ໃຊ້ Silicon ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດຫາເຊື້ອໄວຣັສຕັບອັກເສບ C ​​(HCV), ເຊື້ອໄວຣັສ immunodeficiency ຂອງມະນຸດ (HIV), ເຊື້ອໄວຣັສ Zika, ແລະ papillomavirus ຂອງມະນຸດແລະການຂະຫຍາຍພັນອັດຕະໂນມັດ, ໃນທີ່ microreactor tortuous 1.3 μlໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອເກັບກໍາໄວຣັສ RNA.ແລະປະຕິບັດໃນການຂະຫຍາຍສະຖານທີ່.ນອກເຫນືອໄປຈາກວິທີການເຫຼົ່ານີ້, microcolumns silica ດັດແກ້ຫນ້າດິນຍັງມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການສະກັດເອົາອາຊິດ nucleic, ເນື່ອງຈາກວ່າເລຂາຄະນິດແລະຄຸນສົມບັດຂອງອຸປະກອນການດັດແກ້ໄດ້ເພີ່ມປະສິດທິພາບການສະກັດເອົາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.Chen et al.[32] ສະເຫນີເວທີ microfluidic ສໍາລັບການໂດດດ່ຽວຂອງ RNA ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຕ່ໍາໂດຍອີງໃສ່ microcolumns ຊິລິໂຄນທີ່ເຄືອບອະມິໂນ.ອຸປະກອນ microfluidic ນີ້ປະສົມປະສານ array ຂອງ micropillars 0.25 cm2 ໃສ່ substrate ຊິລິໂຄນເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບການສະກັດເອົາທີ່ສູງຂຶ້ນໂດຍຜ່ານການອອກແບບພື້ນທີ່ສູງກັບອັດຕາສ່ວນປະລິມານ.ປະໂຫຍດຂອງການອອກແບບນີ້ແມ່ນອຸປະກອນ microfluidic ສາມາດບັນລຸເຖິງ 95% ປະສິດທິພາບການສະກັດເອົາອາຊິດ nucleic.ກົນລະຍຸດທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງມູນຄ່າຂອງອາຊິດນິວຄລີອິກທີ່ໂດດດ່ຽວຢ່າງໄວວາໃນລາຄາຕໍ່າ.ໃນການປະສົມປະສານກັບຊິບ microfluidic, ຍຸດທະສາດການສະກັດເອົາຊິລິໂຄນບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການກວດສອບອາຊິດ nucleic, ແຕ່ຍັງອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນ miniaturization ແລະການປະສົມປະສານຂອງອຸປະກອນການວິເຄາະ [20].
ວິທີການແຍກແມ່ເຫຼັກໃຊ້ອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກເພື່ອແຍກອາຊິດນິວຄລີອິກຢູ່ໃນທີ່ປະທັບຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກພາຍນອກ.ອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປປະກອບມີອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກ Fe3O4 ຫຼື γ-Fe2O3 ເຄືອບດ້ວຍຊິລິກາ, ອາມິໂນ ແລະ carboxyl [33,34,35,36].ລັກສະນະທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກທຽບກັບວິທີການ SPE ຊິລິຄອນແມ່ນຄວາມງ່າຍຂອງການຫມູນໃຊ້ແລະການຄວບຄຸມດ້ວຍແມ່ເຫຼັກພາຍນອກ.
ການນໍາໃຊ້ປະຕິສໍາພັນ electrostatic ລະຫວ່າງອາຊິດ nucleic ແລະ silica, ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງເກືອສູງແລະ pH ຕ່ໍາ, ອາຊິດ nucleic ແມ່ນ adsorbed ດ້ານຂອງອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກ silica ເຄືອບ, ໃນຂະນະທີ່ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງເກືອຕ່ໍາແລະ pH ສູງ, ໂມເລກຸນສາມາດລ້າງໄດ້. ອີກເທື່ອຫນຶ່ງ..ລູກປັດສະນະແມ່ເຫຼັກທີ່ເຄືອບຊິລິກາເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດສະກັດ DNA ຈາກຕົວຢ່າງທີ່ມີປະລິມານຂະຫນາດໃຫຍ່ (400 μL) ໂດຍໃຊ້ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຄວບຄຸມດ້ວຍແມ່ເຫຼັກ [37].ໃນຖານະເປັນການສາທິດ, Rodriguez-Mateos et al.[38] ການນໍາໃຊ້ແມ່ເຫຼັກ tunable ເພື່ອຄວບຄຸມການໂອນລູກປັດແມ່ເຫຼັກກັບຫ້ອງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ໂດຍອີງໃສ່ອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກທີ່ເຄືອບຊິລິກາ, 470 ສຳເນົາ/ມລ ຂອງ SARS-CoV-2 genomic RNA ສາມາດຖືກສະກັດອອກຈາກຕົວຢ່າງນໍ້າເສຍເພື່ອກວດຫາການຖອດຂໍ້ຄວາມແບບປີ້ນກັບ LAMP (RT-LAMP) ແລະການຕອບສະໜອງສາມາດອ່ານໄດ້ພາຍໃນ 1 ຊົ່ວໂມງ.ຕາເປົ່າ (ຮູບ 2a).
ອຸປະກອນໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸແມ່ເຫຼັກແລະ porous.ແຜນວາດແນວຄວາມຄິດຂອງອຸປະກອນ microfluidic IFAST RT-LAMP ສໍາລັບການກວດຫາ SARS-CoV-2 RNA (ດັດແປງມາຈາກ [38]).b ອຸປະກອນຈຸລະພາກ centrifugal ສໍາລັບ dSPE ຂອງອາຊິດ nucleic swab buccal (ດັດແປງຈາກ [39]).c ຕົວສຸມໃສ່ຕົວຢ່າງທີ່ສ້າງພະລັງງານດ້ວຍຕົນເອງໂດຍໃຊ້ບັດ FTA® (ດັດແປງມາຈາກ [50]).d Fusion 5 ເຈ້ຍການກັ່ນຕອງດັດແກ້ດ້ວຍ chitosan (ດັດແປງມາຈາກ [51]).SARS-CoV-2 ໂຣກລະບົບຫາຍໃຈສ້ວຍແຫຼມຮ້າຍແຮງເປັນໂຣກ coronavirus 2, RT-LAMP reverse transcription loop mediated isothermal amplification, FTA finders technology partners, NA nucleic acid
ອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກທີ່ມີຄ່າທາງບວກແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການຕິດກະດູກສັນຫຼັງຟອສເຟດຂອງອາຊິດນິວຄລີອິກ.ຢູ່ທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເກືອທີ່ແນ່ນອນ, ກຸ່ມຟອສເຟດທີ່ຖືກຄິດຄ່າທໍານຽມທາງລົບຂອງອາຊິດນິວຄລີອິກສາມາດຖືກຄິດຄ່າທໍານຽມໃນທາງບວກຢູ່ເທິງຫນ້າຂອງອະນຸພາກປະສົມແມ່ເຫຼັກ.ດັ່ງນັ້ນ, ອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກ nanoparticles ທີ່ມີຫນ້າດິນ rough ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງຂອງກຸ່ມ amino ໄດ້ຖືກພັດທະນາສໍາລັບການສະກັດເອົາອາຊິດນິວຄລີອິກ.ຫຼັງຈາກການແຍກແລະສະກັດແມ່ເຫຼັກ, ອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກ nanoparticles ແລະສະລັບສັບຊ້ອນ DNA ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍກົງໃນ PCR, ເຊິ່ງກໍາຈັດຄວາມຕ້ອງການຂອງການປະຕິບັດການຊໍາລະລ້າງແລະ elution ສະລັບສັບຊ້ອນແລະໃຊ້ເວລາຫຼາຍ [35].ອະນຸພາກແມ່ເຫຼັກ nanoparticles ທີ່ເຄືອບດ້ວຍກຸ່ມ carboxyl ລົບຍັງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອແຍກອາຊິດ nucleic adsorbed ເທິງຫນ້າດິນໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສູງ polyethylene glycol ແລະ sodium chloride solutions [36].ດ້ວຍລູກປັດສະນະແມ່ເຫຼັກທີ່ດັດແປງພື້ນຜິວເຫຼົ່ານີ້, ການສະກັດເອົາ DNA ແມ່ນເຫມາະສົມກັບການຂະຫຍາຍຕໍ່ມາ.Dignan et al.[39] ໄດ້ອະທິບາຍແພລະຕະຟອມ microfluidic centrifugal ອັດຕະໂນມັດ ແລະແບບເຄື່ອນທີ່ສຳລັບການຮັກສາອາຊິດນິວຄລີອິກ, ອະນຸຍາດໃຫ້ບຸກຄະລາກອນທີ່ບໍ່ແມ່ນວິຊາການໃຊ້ມັນຢູ່ໃນເວັບໄຊ.ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງ DNA ທີ່ໂດດດ່ຽວກັບ LAMP, ວິທີການທີ່ເຫມາະສົມກັບການວິເຄາະອາຊິດ nucleic ໃນຈຸດ, ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຕ້ອງການອຸປະກອນຫນ້ອຍທີ່ສຸດແລະຄວາມເຫມາະສົມກັບການວິເຄາະສີ (ຮູບ 2b).
ວິທີການລູກປັດແມ່ເຫຼັກສະເຫນີຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການສະກັດເອົາອັດຕະໂນມັດ, ບາງອັນທີ່ມີຢູ່ໃນເຄື່ອງສະກັດອາຊິດນິວຄລີອິກອັດຕະໂນມັດທາງການຄ້າ [KingFisher;ThermoFisher (Waltham, MA, USA), QIAcube® HT;CapitalBio (ປັກກິ່ງ, ຈີນ) ແລະ Biomek®;Beckman (ໄມອາມີ, ສະຫະລັດ).), Florida, USA)].ຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການສົມທົບລູກປັດແມ່ເຫຼັກກັບ microfluidics ສາມາດນໍາໃຊ້ສໍາລັບການສະກັດອັດຕະໂນມັດປະສິດທິພາບຂອງອາຊິດ nucleic, ທີ່ມີທ່າແຮງສາມາດພັດທະນາການວິນິດໄສໂມເລກຸນ;ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ການປະສົມປະສານຂອງລູກປັດແມ່ເຫຼັກກັບ microfluidics ຍັງອີງໃສ່ຫຼາຍລະບົບການຄວບຄຸມທີ່ຊັບຊ້ອນສໍາລັບການຫມູນໃຊ້ທີ່ຊັດເຈນຂອງລູກປັດແມ່ເຫຼັກ, ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງຄວາມນິຍົມຂອງຜະລິດຕະພັນການຄ້າທີ່ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະມີລາຄາແພງ, ເຊິ່ງຈໍາກັດການນໍາໃຊ້ລູກປັດແມ່ເຫຼັກໃນ POCT.
ວັດສະດຸ porous ຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ການກັ່ນຕອງ nitrocellulose ທີ່ຖືກດັດແປງ, ບັດ Finders Technology Associates (FTA), ເອກະສານການກັ່ນຕອງທີ່ອີງໃສ່ polyethersulfone, ແລະວັດສະດຸເຄືອບ glycan ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດຫາອາຊິດນິວເຄຼຍ [40, 41, 42, 43, 44].ວັດສະດຸເສັ້ນໃຍທີ່ມີຮູຂຸມຂົນເຊັ່ນ: ເຈ້ຍເສັ້ນໄຍໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຄັ້ງທໍາອິດເພື່ອແຍກ DNA ໂດຍການຕິດພັນທາງຮ່າງກາຍຂອງໂມເລກຸນ DNA ທີ່ມີເສັ້ນໃຍ.ຮູຂຸມຂົນນ້ອຍນໍາໄປສູ່ການຈໍາກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງໂມເລກຸນ DNA, ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບທາງບວກຕໍ່ການສະກັດເອົາ DNA.ເນື່ອງຈາກຂະຫນາດ pore ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງເຈ້ຍ fibrous, ປະສິດທິພາບການສະກັດເອົາບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການຂະຫຍາຍ DNA [45, 46].ບັດ FTA ແມ່ນກະດາດການກັ່ນຕອງການຄ້າທີ່ໃຊ້ໃນດ້ານການແພດ forensic ແລະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂົງເຂດອື່ນໆຂອງການວິນິດໄສໂມເລກຸນ.ໂດຍຜ່ານການນໍາໃຊ້ເຈ້ຍການກັ່ນຕອງ cellulose impregnated ດ້ວຍສານເຄມີຕ່າງໆເພື່ອ lyse ເຍື່ອຫຸ້ມເຊນໃນຕົວຢ່າງ, DNA ທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາໄດ້ຖືກປ້ອງກັນຈາກການເຊື່ອມໂຊມໄດ້ເຖິງ 2 ປີ.ຫວ່າງມໍ່ໆມານີ້, ກະດາດ cellulose impregnated ໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອກວດຫາໂມເລກຸນຂອງເຊື້ອພະຍາດຕ່າງໆ, ລວມທັງ SARS-CoV-2, leishmaniasis, ແລະໄຂ້ຍຸງ [47,48,49].HIV ໃນ plasma ທີ່ໂດດດ່ຽວແມ່ນ lysed ໂດຍກົງ, ແລະອາຊິດ nucleic ໄວຣັສແມ່ນ enriched ໃນ FTA® flow membrane ສ້າງເຂົ້າໄປໃນ concentrator, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ການຜະລິດອາຊິດ nucleic ປະສິດທິພາບ [50] (ຮູບ 2c).ບັນຫາຕົ້ນຕໍໃນການກວດສອບອາຊິດນິວຄລີອິກໂດຍໃຊ້ບັດ FTA ແມ່ນວ່າສານເຄມີເຊັ່ນ: guanidine ແລະ isopropanol ຍັບຍັ້ງປະຕິກິລິຍາ amplification ຕໍ່ມາ.ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ພວກເຮົາໄດ້ພັດທະນາກະດາດການກັ່ນຕອງ Fusion 5 chitosan, ເຊິ່ງລວມເອົາຄວາມໄດ້ປຽບຂອງທັງສອງ interlacing ທາງກາຍະພາບຂອງໂມເລກຸນ DNA ແລະກະດາດການກັ່ນຕອງ fibrous, ແລະການດູດຊຶມ electrostatic ຂອງ DNA ໃນສານປະກອບ chitosan ເພື່ອບັນລຸການສະກັດເອົາອາຊິດ nucleic ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ..ເສັ້ນໃຍການກັ່ນຕອງ [51] (ຮູບ 2d).ເຊັ່ນດຽວກັນ, Zhu et al.[52] ສະແດງໃຫ້ເຫັນວິທີການ PCR ແກ້ໄຂ chitosan ໂດຍອີງໃສ່ລະບົບ microfluidic capillary in situ ສໍາລັບການໂດດດ່ຽວຢ່າງໄວວາແລະການກວດຫາເຊື້ອໄວຣັສ Zika RNA.ອາຊິດນິວຄລີອິກສາມາດຖືກດູດຊຶມ / ດູດຊຶມໃນສື່ກາງ lysate / PCR ປະສົມ, ຕາມລໍາດັບ, ໂດຍອີງໃສ່ຄຸນສົມບັດການເປີດ / ປິດຂອງ chitosan.ເປີດແລະປິດ”, ຕອບສະຫນອງຕໍ່ pH.
ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ຍຸດທະສາດເຫຼົ່ານີ້ປະສົມປະສານຄວາມໄດ້ປຽບຂອງວັດສະດຸໄລຍະແຂງຕ່າງໆແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບການສະກັດເອົາອາຊິດນິວເຄຼຍໃນ microfluidics.ໃນການປະຕິບັດຕົວຈິງ, ການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ໃນປະລິມານຫຼາຍແມ່ນບໍ່ປະຫຍັດ, ແລະການປິ່ນປົວດ້ານທີ່ເຫມາະສົມຫຼືການດັດແປງພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸທົ່ວໄປດ້ວຍວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ຍັງສາມາດຮັກສາຫນ້າທີ່ຂອງມັນໄດ້.ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເຊື່ອວ່າການປະຕິບັດຍຸດທະສາດເຫຼົ່ານີ້ຫຼັງຈາກການສຶກສາທົດລອງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.
ການທົດສອບອາຊິດນິວຄລີອິກໃນເວທີ microfluidic ມັກຈະໃຊ້ປະລິມານຕົວຢ່າງຂະຫນາດນ້ອຍ (< 100 µl), ສະນັ້ນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກເປົ້າຫມາຍທີ່ມີ probes ສະເພາະສໍາລັບການປ່ຽນເປັນສັນຍານທີ່ສະດວກສໍາລັບການກວດພົບທາງລຸ່ມ (optical, ໄຟຟ້າ, ແລະແມ່ເຫຼັກ) [53, 54]. ການທົດສອບອາຊິດນິວຄລີອິກໃນເວທີ microfluidic ມັກຈະໃຊ້ປະລິມານຕົວຢ່າງຂະຫນາດນ້ອຍ (< 100 µl), ສະນັ້ນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກເປົ້າຫມາຍທີ່ມີ probes ສະເພາະສໍາລັບການປ່ຽນເປັນສັນຍານທີ່ສະດວກສໍາລັບການກວດພົບທາງລຸ່ມ (optical, ໄຟຟ້າ, ແລະແມ່ເຫຼັກ) [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]. ເມື່ອທົດສອບອາຊິດນິວຄລີອິກຢູ່ໃນເວທີ microfluidic, ປະລິມານຕົວຢ່າງຂະຫນາດນ້ອຍ (<100 µL) ມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້, ດັ່ງນັ້ນການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກເປົ້າຫມາຍທີ່ມີ probes ພິເສດແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອປ່ຽນເປັນສັນຍານທີ່ສະດວກສໍາລັບການກວດສອບຕໍ່ມາ (ທາງ optical, ໄຟຟ້າ, ແລະແມ່ເຫຼັກ) [53, 54].微流控上平台上上的使用小样本量小样本量小样本量小样本量小样本量小样本量μ小样本量使用使用特定特定特定核酸核酸核酸核酸核酸核酸核酸核酸核酸核酸核酸核酸特定核酸核酸核酸核酸为为为为下游检测电学电学电学的的) 的的的的 [53, 53, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54 ].微流控平台平台上上核酸使用小样本量小样本量小样本量小样本量小样本量小样本量μμ小样本量小样本量特定特定探针目标目标目标目标目标目标目标目标下游下游下游下游下游下游下游 (光学磁学的的的 [53, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54, 54 ]. Обнаружение нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах обычно использует небольшие объемы образцов (<100 мкл), что требует амплификации целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигналы для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]]. ການກວດຫາອາຊິດນິວຄລີອິກຢູ່ໃນເວທີ microfluidic ປົກກະຕິແລ້ວໃຊ້ປະລິມານຕົວຢ່າງຂະຫນາດນ້ອຍ (<100 μl), ເຊິ່ງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກເປົ້າຫມາຍທີ່ມີ probes ພິເສດເພື່ອປ່ຽນເປັນສັນຍານສໍາລັບການກວດພົບຕໍ່ມາ (optical, ໄຟຟ້າ, ແລະແມ່ເຫຼັກ) [53, 54]] .ການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກໃນ microfluidics ຍັງສາມາດເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ, ເພີ່ມປະສິດທິພາບການຈໍາກັດການກວດພົບ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການຕົວຢ່າງ, ແລະປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການກວດສອບ [55, 56].ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ດ້ວຍການປະຕິບັດການກວດສອບໄວແລະຖືກຕ້ອງ, ວິທີການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກຕ່າງໆໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນ microfluidics, ລວມທັງ PCR ແລະບາງປະຕິກິລິຍາ isothermal amplification.ພາກນີ້ຈະສະຫຼຸບວິທີການກວດຫາອາຊິດນິວຄລີອິກໂດຍອີງໃສ່ລະບົບ microfluidic.
PCR ແມ່ນການຈໍາລອງຂະບວນການຈໍາລອງ DNA ຂອງສິ່ງມີຊີວິດ, ທິດສະດີໄດ້ຖືກອະທິບາຍຢ່າງລະອຽດຢູ່ບ່ອນອື່ນແລະຈະບໍ່ສົນທະນາຢູ່ທີ່ນີ້.PCR ສາມາດຂະຫຍາຍ DNA/RNA ເປົ້າໝາຍຈຳນວນໜ້ອຍຫຼາຍໃນອັດຕາເລກກຳລັງ, ເຮັດໃຫ້ PCR ເປັນເຄື່ອງມືທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການກວດພົບອາຊິດນິວຄລີອິກຢ່າງໄວວາ.ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ອຸປະກອນ microfluidic ແບບພົກພາຫຼາຍອຸປະກອນທີ່ມີລະບົບວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ PCR ໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການວິນິດໄສແບບຈຸດ [57, 58].On-chip PCR ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສີ່ປະເພດ (ແບບດັ້ງເດີມ, ການໄຫຼຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ສະຫຼັບພື້ນທີ່, ແລະ PCR convective) ອີງຕາມວິທີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ [59].ຕົວຢ່າງ, Gee et al.[60] ພັດທະນາວິທີການ PCR quantitative quantitative PCR (RT-qPCR) ແບບປີ້ນກັບກັນຢູ່ໃນເວທີ microfluidic ຂອງຕົນເອງສໍາລັບການກວດພົບ multiplex ຂອງເຊື້ອໄວຣັສ SARS-CoV-2, influenza A ແລະ B ໃນຕົວຢ່າງ swab ຄໍ (ຮູບ 3a).Park et al.[61] ໄດ້ສ້າງຊິບການວິເຄາະເຊື້ອພະຍາດແບບງ່າຍດາຍໂດຍການລວມເອົາແຜ່ນບາງໆ PCR, electrodes, ແລະໂມດູນ microfluidic ທີ່ເຮັດດ້ວຍນິ້ວມືທີ່ເຮັດດ້ວຍນິ້ວມື polydimethylsiloxane.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ທັງສອງເຮັດວຽກ embody ຂໍ້ບົກຜ່ອງທົ່ວໄປຂອງ PCR ທໍາມະດາ.PCR ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງຈໍາກັດການຂະຫຍາຍອຸປະກອນເພີ່ມເຕີມແລະຫຼຸດຜ່ອນເວລາການທົດສອບ.
ການພັດທະນາການໄຫຼເຂົ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໂດຍອີງໃສ່ microfluidic ແລະ PCR ສະຫຼັບຊ່ອງແມ່ນສໍາຄັນເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້.ການນໍາໃຊ້ຊ່ອງທາງ serpentine ຍາວຫຼືຊ່ອງທາງຊື່ສັ້ນ, PCR ການໄຫຼຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງສາມາດສະຫນອງການຂະຫຍາຍໄວໂດຍການແຜ່ກະຈາຍທາດ reagents ຢູ່ໃນສາມເຂດ preheat ກັບເຄື່ອງສູບ off-chip.ການດໍາເນີນງານນີ້ສົບຜົນສໍາເລັດຫຼີກເວັ້ນໄລຍະການຫັນປ່ຽນລະຫວ່າງອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນເວລາການທົດສອບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ [62] (ຮູບ 3b).ໃນການສຶກສາອື່ນໂດຍ Jung et al.[63] ສະເຫນີເຄື່ອງວິເຄາະພັນທຸກໍາ PCR rotary ໃຫມ່ທີ່ປະສົມປະສານລັກສະນະຂອງ PCR ຄົງທີ່ແລະການໄຫຼເຂົ້າສໍາລັບ PCR ultrafast ແລະ multiplex reverse transcription (ຮູບ 3c).ສໍາລັບການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກ, ໄມໂຄຊິບ PCR ຈະຖືກຫມຸນຜ່ານສາມຕັນຄວາມຮ້ອນໃນອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: 1. ຕັນ denaturation 94 ° C, 2. ຕັນ Annealing ທີ່ 58 ° C, 3. ຕັນການຂະຫຍາຍຕົວຢູ່ທີ່ 72 ° C.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ PCR ໃນ microfluidics.ການເປັນຕົວແທນແບບແຜນຂອງ dirRT-qPCR ໃນເວທີ microfluidic (ດັດແປງມາຈາກ [60]).b ການເປັນຕົວແທນຂອງ Schematic ຂອງ microarray PCR ໄຫຼຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໂດຍອີງໃສ່ຊ່ອງທາງ serpentine (ດັດແປງມາຈາກ [62]).c ການສະແດງໂຄງສ້າງຂອງເຄື່ອງວິເຄາະພັນທຸກໍາ PCR rotary, ປະກອບດ້ວຍ microchip, ສາມຕັນຄວາມຮ້ອນແລະມໍເຕີ stepper (ດັດແປງຈາກ [63]).d ແຜນວາດຂອງ thermoconvection PCR ກັບ centrifugation ແລະການຕິດຕັ້ງ (ດັດແປງຈາກ [64]).DirRT-qPCR, ປະຕິກິລິຍາຕ່ອງໂສ້ການຖ່າຍທອດໂພລີເມີເຣເຣສໃນປະລິມານໂດຍກົງ
ການນໍາໃຊ້ເສັ້ນຜ່າສູນກາງແລະ loops ຫຼືແມ້ກະທັ້ງແຜ່ນບາງໆ, convection PCR ສາມາດຂະຫຍາຍອາຊິດ nucleic ຢ່າງໄວວາໂດຍການລະບາຍຄວາມຮ້ອນແບບທໍາມະຊາດໂດຍບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີປັ໊ມພາຍນອກ.ຕົວຢ່າງ, ແພລະຕະຟອມ microfluidic olefin polymer cyclic ໄດ້ຖືກພັດທະນາຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຫມຸນ fabricated ທີ່ໃຊ້ວົງຈອນຄວາມຮ້ອນດ້ວຍການ centrifugation ໃນ microchannel PCR loop [64] (ຮູບ 3d).ການແກ້ໄຂປະຕິກິລິຍາແມ່ນຂັບເຄື່ອນໂດຍ convection ຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລກປ່ຽນອຸນຫະພູມສູງແລະຕ່ໍາໃນ microchannel ທີ່ມີໂຄງສ້າງເປັນວົງ.ຂະ​ບວນ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ທັງ​ຫມົດ​ສາ​ມາດ​ສໍາ​ເລັດ​ໃນ 10 ນາ​ທີ​ໂດຍ​ມີ​ຂອບ​ເຂດ​ຈໍາ​ກັດ​ການ​ກວດ​ພົບ 70.5 pg/channel​.
ດັ່ງທີ່ຄາດໄວ້, PCR ຢ່າງໄວວາເປັນເຄື່ອງມືທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບລະບົບການວິເຄາະໂມເລກຸນຂອງຕົວຢ່າງການຕອບສະຫນອງແລະການວິເຄາະແບບ multiplex.PCR ຢ່າງໄວວາຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອກວດຫາ SARS-CoV-2, ເຊິ່ງປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການຄວບຄຸມການແຜ່ລະບາດຂອງ COVID-19 ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ.
PCR ຕ້ອງການເຄື່ອງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນທີ່ຊັບຊ້ອນທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມກັບ POCT.ບໍ່ດົນມານີ້, ເຕັກນິກການຂະຫຍາຍ isothermal ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ກັບ microfluidics, ລວມທັງແຕ່ບໍ່ຈໍາກັດ LAMP, recombinase polymerase amplification (RPA), ແລະການຂະຫຍາຍໂດຍອີງໃສ່ລໍາດັບອາຊິດ nucleic [65,66,67,68].ດ້ວຍເຕັກນິກເຫຼົ່ານີ້, ອາຊິດນິວຄລີອິກຖືກຂະຫຍາຍຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຄົງທີ່, ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການສ້າງອຸປະກອນ POCT ແບບເຄື່ອນທີ່ທີ່ມີລາຄາຖືກ, ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນ.
ການວິເຄາະ LAMP ທີ່ອີງໃສ່ microfluidics ທີ່ມີຄວາມໄວສູງເຮັດໃຫ້ສາມາດກວດພົບພະຍາດຕິດຕໍ່ໄດ້ຫຼາຍຢ່າງ [42, 69, 70, 71].ໃນການປະສົມປະສານກັບລະບົບ microfluidic centrifugal, LAMP ຍັງສາມາດສ້າງຄວາມສະດວກໃນການເຮັດວຽກອັດຕະໂນມັດຂອງການກວດສອບອາຊິດ nucleic [69, 72, 73, 74, 75].SlipChip spin-and-react ໄດ້ຖືກພັດທະນາສໍາລັບການກວດສອບສາຍຕາຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຂະຫນານຫຼາຍອັນໂດຍໃຊ້ LAMP [76] (ຮູບ 4a).ເມື່ອນໍາໃຊ້ LAMP ທີ່ຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດໃນການວິເຄາະ, ອັດຕາສ່ວນສັນຍານ fluorescence-to-noise ແມ່ນປະມານ 5 ເທົ່າ, ແລະຂອບເຂດຈໍາກັດການກວດພົບເຖິງ 7.2 ສໍາເນົາ / μlຂອງ DNA genomic. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການມີຢູ່ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນເຄື່ອງຍ່ອຍທົ່ວໄປຫ້າຊະນິດ, ລວມທັງ Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ແລະ Vibrio parahaemolyticus, ໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໂດຍວິທີທາງໃນ <60 ນາທີ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການມີຢູ່ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນເຄື່ອງຍ່ອຍທົ່ວໄປຫ້າຊະນິດ, ລວມທັງ Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ແລະ Vibrio parahaemolyticus, ໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໂດຍວິທີທາງໃນ <60 ນາທີ.ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການປະກົດຕົວຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ 5 ຊະນິດທົ່ວໄປຂອງລະບົບຍ່ອຍອາຫານ, ລວມທັງ Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvialis ແລະ Vibrio parahaemolyticus, ໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໂດຍໃຊ້ວິທີນີ້ໃນເວລາຫນ້ອຍກວ່າ 60 ນາທີ.此外, 基于该在在在分钟分钟视化五五五种五种视化的五消化道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氏氏氏和和和和副溶血性副溶血性副溶血性副溶血性副溶血性副溶血性副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性和副溶血性副溶血性.此外, 基于该在在 <分钟分钟种了种五种细菌病种的种种种种种种弧菌弧菌弧菌弧菌肠杆菌弧菌肠杆菌肠杆菌菌菌和和和和副溶血副溶血副溶血性性性性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 HIPນອກຈາກນັ້ນ, ການປະກົດຕົວຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ 5 ຊະນິດທົ່ວໄປໃນລໍາໄສ້, ລວມທັງ Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius, ແລະ Vibrio parahaemolyticus, ໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໂດຍໃຊ້ວິທີນີ້ໃນເວລາຫນ້ອຍກວ່າ 60 ນາທີ.
ຂໍ້ດີຂອງ LAMP ໃນ microfluidics ປະກອບມີ, ໃນບັນດາສິ່ງອື່ນໆ, ການຕອບສະຫນອງໄວແລະການກວດສອບ miniaturized.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາ (ປະມານ 70 ° C), aerosols inevitably ສ້າງຂຶ້ນໃນໄລຍະ LAMP, ສົ່ງຜົນໃຫ້ອັດຕາການໃນທາງບວກທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງສູງ.ການວິເຄາະສະເພາະ, ການອອກແບບ primer, ແລະການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຍັງຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ປັບປຸງໃຫ້ເຫມາະສົມສໍາລັບ LAMP.ນອກຈາກນັ້ນ, ການອອກແບບຊິບທີ່ປະຕິບັດການຊອກຄົ້ນຫາເປົ້າຫມາຍຫຼາຍໃນຊິບດຽວແມ່ນມີຄຸນຄ່າຫຼາຍແລະຄວນໄດ້ຮັບການພັດທະນາ.ນອກຈາກນັ້ນ, LAMP ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການຊອກຄົ້ນຫາອະເນກປະສົງປະສົມປະສານຢູ່ໃນຊິບດຽວ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນຫຼາຍ, ແຕ່ຍັງມີຫຼາຍບ່ອນສໍາລັບການພັດທະນາ.
ອັດຕາຜົນບວກທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງສູງຂອງ LAMP ສາມາດຫຼຸດລົງບາງສ່ວນດ້ວຍ RPA, ເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາທີ່ຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ (~37 °C) ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດບັນຫາການລະເຫີຍເລັກນ້ອຍ [77].ໃນລະບົບ RPA, ສອງ primers ກົງກັນຂ້າມເລີ່ມຕົ້ນການສັງເຄາະ DNA ໂດຍການຜູກມັດກັບ recombinase ແລະການຂະຫຍາຍສາມາດສໍາເລັດພາຍໃນ 10 ນາທີ [78,79,80,81].ດັ່ງນັ້ນ, ຂະບວນການ RPA ທັງຫມົດແມ່ນໄວກວ່າ PCR ຫຼື LAMP.ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ເຕັກໂນໂລຢີ microfluidic ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປັບປຸງຄວາມໄວແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ RPA [82,83,84] ຕື່ມອີກ.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, Liu et al.[85] ພັດທະນາການວັດແທກການຂະຫຍາຍການໄຫຼເຂົ້າຂອງໂພລີເມີເຣສທີ່ປະສົມປະສານກັນທາງຂ້າງຂອງ microfluidic ສໍາລັບການກວດຫາ SARS-CoV-2 ຢ່າງໄວວາແລະລະອຽດອ່ອນໂດຍການລວມເອົາການຖອດຂໍ້ຄວາມແບບປີ້ນກັບ RPA (RT-RPA) ແລະລະບົບກວດຈັບແຖບການໄຫຼຂອງທາງຂ້າງ.ເຂົ້າໄປໃນລະບົບ microfluidic ດຽວ.ຮູບທີ 4 ຂ).ຂີດຈຳກັດຂອງການກວດຫາແມ່ນ 1 ສຳເນົາ/µl ຫຼື 30 ສຳເນົາ/ຕົວຢ່າງ, ແລະການກວດພົບສາມາດສຳເລັດໄດ້ໃນປະມານ 30 ນາທີ.ກົງ et al.ໄດ້​ພັດ​ທະ​ນາ​ອຸ​ປະ​ກອນ microfluidic wearable​.[86] ໃຊ້ອຸນຫະພູມຮ່າງກາຍ ແລະລະບົບກວດຈັບ fluorescence ທີ່ໃຊ້ໃນໂທລະສັບມືຖືເພື່ອກວດຫາເຊື້ອ HIV-1 DNA ຢ່າງໄວວາ ແລະໂດຍກົງໂດຍໃຊ້ RPA (ຮູບ 4c).ການທົດສອບ RPA ທີ່ສາມາດໃສ່ໄດ້ຈະກວດພົບ 100 ສໍາເນົາ / ມລຂອງລໍາດັບເປົ້າຫມາຍພາຍໃນ 24 ນາທີ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງສໍາລັບການວິນິດໄສໄວຂອງເດັກທີ່ຕິດເຊື້ອ HIV-1 ໃນການຕັ້ງຄ່າທີ່ຈໍາກັດຊັບພະຍາກອນ.
ການຂະຫຍາຍ isothermal ໃນການທົດສອບຈຸດການດູແລ (POCT).ການພັດທະນາແລະການຜະລິດ spin ແລະປະຕິກິລິຍາ SlipChip.ຫຼັງຈາກການເຊື່ອມໂລຫະ plasma, ຊິບດ້ານເທິງແລະລຸ່ມໄດ້ຖືກປະກອບດ້ວຍແກ່ນຂອງແກ່ນເພື່ອສ້າງເປັນຊິບສຸດທ້າຍ (ດັດແປງມາຈາກ [76]).b ໂຄງສ້າງຂອງລະບົບ MI-IF-RPA ສໍາລັບການກວດຫາ COVID-19 (ດັດແປງມາຈາກ [85]).c ແຜນຜັງຂອງການທົດສອບ RPA ທີ່ສວມໃສ່ໄດ້ເພື່ອກວດຫາເຊື້ອ HIV-1 DNA ຢ່າງໄວວາ (ດັດແປງມາຈາກ [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 Recomerasebinase Lowercomflase ການຂະຫຍາຍ
RPA ທີ່ອີງໃສ່ Microfluidic ກໍາລັງພັດທະນາຢ່າງໄວວາ, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງການຜະລິດຊິບແລະການບໍລິໂພກປະຕິກິລິຍາແມ່ນສູງເກີນໄປແລະຕ້ອງໄດ້ຮັບການຫຼຸດລົງເພື່ອເພີ່ມຄວາມພ້ອມຂອງເຕັກໂນໂລຢີນີ້.ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມອ່ອນໄຫວສູງຂອງ RPA ສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການຂະຫຍາຍຜະລິດຕະພັນທີ່ບໍ່ສະເພາະ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນການປົນເປື້ອນ.ຂໍ້ຈໍາກັດເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການນໍາໃຊ້ RPA ໃນລະບົບ microfluidic ແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຕື່ມອີກ.primers ແລະ probes ທີ່ໄດ້ຮັບການອອກແບບດີສໍາລັບເປົ້າຫມາຍຕ່າງໆຍັງມີຄວາມຈໍາເປັນເພື່ອປັບປຸງຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງຍຸດທະສາດ microfluidic ທີ່ອີງໃສ່ RPA ໃນ POCT.
Cas13 ແລະ Cas12a ມີຄວາມສາມາດໃນການແຍກອາຊິດນິວຄລີອິກແບບສຸ່ມແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສາມາດພັດທະນາເປັນເຄື່ອງມືກວດຫາແລະວິນິດໄສ.Cas13 ແລະ Cas12a ຖືກກະຕຸ້ນໂດຍການຜູກມັດກັບ DNA ຫຼື RNA, ຕາມລໍາດັບ.ເມື່ອເປີດໃຊ້ງານແລ້ວ, ທາດໂປຼຕີນຈະເລີ່ມແຍກອາຊິດນິວຄລີອິກທີ່ຢູ່ໃກ້ຄຽງ, ຫຼັງຈາກນັ້ນນໍາທາງ RNAs ທີ່ແນໃສ່ອາຊິດນິວຄລີອິກສະເພາະຂອງເຊື້ອພະຍາດສາມາດທໍາລາຍ probes fluorescent quenched ແລະປ່ອຍ fluorescence.ອີງໃສ່ທິດສະດີນີ້, Kellner et al.[87] ພັດທະນາວິທີການທີ່ອີງໃສ່ Cas13 [Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKING (SHERLOCK)], ແລະ Broughton et al.[88] ພັດທະນາວິທີການອື່ນໂດຍອີງໃສ່ Cas12a [CRISPR Trans Reporter ແນໃສ່ DNA endonuclease (DTECR)].
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ວິທີການຕ່າງໆສໍາລັບການກວດພົບອາຊິດນິວເຄຼຍໂດຍອີງໃສ່ CRISPR ໄດ້ປາກົດ [89, 90].ວິທີການທີ່ອີງໃສ່ CRISPR ແບບດັ້ງເດີມມັກຈະໃຊ້ເວລາຫຼາຍແລະໃຊ້ແຮງງານຫຼາຍເນື່ອງຈາກຂັ້ນຕອນຫຼາຍຢ່າງລວມທັງການສະກັດເອົາອາຊິດນິວເຄຼຍ, ການຂະຫຍາຍແລະການກວດພົບ CRISPR.ການເປີດເຜີຍຂອງແຫຼວກັບອາກາດອາດຈະເພີ່ມໂອກາດຂອງຜົນໄດ້ຮັບໃນທາງບວກທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ.ຕາມຂ້າງເທິງ, ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ CRISPR ແມ່ນຕ້ອງການການເພີ່ມປະສິດທິພາບຢ່າງຮ້າຍແຮງ.
ແພລະຕະຟອມ microfluidic ຄວບຄຸມ pneumatically ທີ່ສາມາດປະຕິບັດ 24 ການວິເຄາະໃນຂະຫນານໄດ້ຖືກພັດທະນາສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຊອກຄົ້ນຫາ CRISPR-Cas12a ແລະ CRISPR-Cas13a [91].ລະບົບດັ່ງກ່າວມີອຸປະກອນກວດຫາ fluorescence ທີ່ຂ້າມການຂະຫຍາຍອາຊິດນິວຄລີອິກ ແລະກວດຫາຕົວຢ່າງ DNA ແລະ RNA femtomolar ໂດຍອັດຕະໂນມັດ.Chen et al.[92] ປະສົມປະສານ recombinase amplification ກັບລະບົບ CRISPR-Cas12a ໃນ centrifugal microfluidics (ຮູບ 5a).ວຽກງານນີ້ເອົາຊະນະຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການລວມທັງສອງຂະບວນການນີ້ເພາະວ່າ Cas12a ສາມາດຍ່ອຍ DNA ຂອງ messenger ແລະຍັບຍັ້ງຂະບວນການຂະຫຍາຍ.ນອກຈາກນັ້ນ, Chen et al.[92] ນອກຈາກນັ້ນ, ເກັບຮັກສາໄວ້ທາງສ່ວນຫນ້າຂອງ reagents ຕິກິຣິຍາໃນການຄວບຄຸມ microfluidic centrifugal ເພື່ອອັດຕະໂນມັດສໍາເລັດຂະບວນການທັງຫມົດ.ໃນການເຮັດວຽກອື່ນ, Silva et al.[93] ພັດທະນາວິທີການວິນິດໄສໂດຍບໍ່ມີການຂະຫຍາຍ CRISPR/Cas12a ແລະສະມາດໂຟນເພື່ອກວດຫາ SARS-CoV-2 (ຮູບ 5b).ການວິເຄາະນີ້, ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນລະບົບການຂະຫຍາຍທີ່ບໍ່ມີການຂະຫຍາຍໂທລະສັບມືຖື, ປະກອບມີ CRISPR/Cas-dependent enzyme ທີ່ອີງໃສ່ການເບິ່ງເຫັນໂທລະສັບສະຫຼາດຂອງສັນຍານຟອງທີ່ສ້າງ catalase ໃນຊ່ອງ microfluidic.ການກວດຫາທີ່ລະອຽດອ່ອນຂອງອາຊິດນິວຄລີອິກໜ້ອຍກວ່າ 50 ສຳເນົາ/µl ໂດຍບໍ່ມີການຂະຫຍາຍຕົວກ່ອນ, ຂະບວນການທັງໝົດຈາກການສີດຕົວຢ່າງເຖິງການອ່ານສັນຍານໃຊ້ເວລາພຽງ 71 ນາທີ.
ວິທີການກວດຫາອາຊິດນິວເຄຼຍໂດຍອີງໃສ່ CRISPR.Centrifugal POCT ສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນປະສົມປະສານໂດຍອີງໃສ່ CRISPR (ດັດແປງມາຈາກ [92]).b ການພັດທະນາການທົດສອບ CASCADE ສໍາລັບການວິເຄາະໂທລະສັບສະຫຼາດຂອງ SARS-CoV-2 (ດັດແປງມາຈາກ [93]).ການຂະຫຍາຍ RAA recombinase, motif protospacer ທີ່ຢູ່ຕິດກັນຂອງ PAM, CRISPR ມີການເຮັດເລື້ມຄືນ palindromic ສັ້ນເປັນກຸ່ມໃນຊ່ວງປົກກະຕິ, ລະບົບ CASCADE ໂດຍບໍ່ມີການຂະຫຍາຍໂທລະສັບມືຖືດ້ວຍ CRISPR/CAS-dependent enzymes, 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride E.
ໃນຖານະເປັນຂັ້ນຕອນສຸດທ້າຍໃນການກວດສອບອາຊິດນິວເຄຼຍ, ການກວດຫາສັນຍານໂດຍກົງສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນຜົນການວິນິດໄສແລະເປັນປັດໃຈສໍາຄັນໃນການພັດທະນາ POCT ທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ລະອຽດອ່ອນ, ແລະຖືກຕ້ອງ.ສັນຍານສາມາດອ່ານໄດ້ໂດຍໃຊ້ວິທີການຕ່າງໆເຊັ່ນ: fluorescent, electrochemical, colorimetric ແລະຍຸດທະສາດແມ່ເຫຼັກ.ໃນພາກນີ້, ພວກເຮົາອະທິບາຍເຫດຜົນສໍາລັບແຕ່ລະວິທີການແລະປຽບທຽບການວິນິດໄສໂມເລກຸນຂອງພະຍາດຕິດຕໍ່ໃນ microfluidics.
ຍຸດທະສາດທີ່ໃຊ້ fluorescence ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບການວິນິດໄສ POCT ຂອງພະຍາດຕິດຕໍ່ເນື່ອງຈາກຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ດີເລີດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ຄວາມງ່າຍໃນການດໍາເນີນງານ, ແລະການວິເຄາະຈຸດຂອງການດູແລ [94, 95].ຍຸດທະສາດເຫຼົ່ານີ້ໃຊ້ fluorophores ທີ່ຕິດສະຫຼາກເຊັ່ນ: ສີຍ້ອມ fluorescent ແລະ nanomaterials ເພື່ອສ້າງສັນຍານທີ່ສາມາດກວດພົບໄດ້ (ການເພີ່ມປະສິດທິພາບ fluorescence ຫຼື quenching).ການຄົ້ນພົບນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າກົນລະຍຸດທີ່ໃຊ້ fluorescence ສາມາດແບ່ງອອກເປັນການຕິດສະຫລາກ fluorescent ໂດຍກົງ, ເປີດສັນຍານ, ແລະການກວດສອບສັນຍານ fluorescent ປິດ [96].ການກວດຫາປ້າຍ fluorescent ໂດຍກົງໃຊ້ປ້າຍ fluorescent ພິເສດເພື່ອຕິດສະຫຼາກ ligands ສະເພາະທີ່ສ້າງຈໍານວນສະເພາະຂອງ fluorescence ເມື່ອເລືອກຜູກພັນກັບເປົ້າຫມາຍ.ສໍາລັບການກວດຫາ fluorescence ທີ່ອີງໃສ່ສັນຍານ, ຄຸນນະພາບຂອງສັນຍານ fluorescent ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໃນທາງບວກກັບຂະຫນາດຂອງຄວາມສົນໃຈ.ຄວາມເຂັ້ມຂອງ fluorescence ແມ່ນບໍ່ມີເຫດຜົນໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີເປົ້າຫມາຍແລະສາມາດກວດພົບໄດ້ເມື່ອມີຈໍານວນເປົ້າຫມາຍທີ່ພຽງພໍ.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຄວາມເຂັ້ມຂອງ fluorescence ທີ່ກວດພົບໂດຍ fluorescence "ສັນຍານປິດ" ແມ່ນອັດຕາສ່ວນກົງກັນຂ້າມກັບຈໍານວນເປົ້າຫມາຍ, ໃນເບື້ອງຕົ້ນເຖິງມູນຄ່າສູງສຸດແລະຄ່ອຍໆຫຼຸດລົງຍ້ອນວ່າເປົ້າຫມາຍຂະຫຍາຍໃຫຍ່ຂື້ນ.ຕົວຢ່າງ, ການນໍາໃຊ້ກົນໄກການແຍກຂ້າມຜ່ານເປົ້າຫມາຍ CRISPR-Cas13a, Tian et al.[97] ພັດທະນາຍຸດທະສາດການຮັບຮູ້ແບບໃໝ່ເພື່ອກວດຫາ RNAs ທີ່ຂ້າມການຖອດຂໍ້ຄວາມແບບປີ້ນກັບກັນໂດຍກົງ (ຮູບ 6a).ເມື່ອມີການຜູກມັດກັບ RNAs ເປົ້າຫມາຍທີ່ສົມບູນ, ສະລັບສັບຊ້ອນ CRISPR-Cas13-RNA ສາມາດຖືກເປີດໃຊ້, ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມແຕກແຍກຂອງ transcollateral ໂດຍ RNAs ນັກຂ່າວທີ່ບໍ່ສະເພາະ.ນັກຂ່າວທີ່ຕິດສະຫຼາກ fluorescently [fluorophore (F)] ແມ່ນ quenched ໂດຍ quencher (Q) intact ແລະ fluoresces ເມື່ອ cleaved ໂດຍສະລັບສັບຊ້ອນ activated.
ປະໂຫຍດຂອງການກວດຫາທາງເຄມີແມ່ນຄວາມໄວໃນການກວດສອບສູງ, ການຜະລິດງ່າຍ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ງ່າຍຕໍ່ການປະຕິບັດແລະການຄວບຄຸມອັດຕະໂນມັດ.ມັນເປັນວິທີການວິເຄາະທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ POCT.ອີງໃສ່ graphene transistors ພາກສະຫນາມຜົນກະທົບ Gao et al.[98] ພັດທະນາ nanobiosensor ສໍາລັບການກວດຫາ multiplex ຂອງ antigens ພະຍາດ Lyme ຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ Borrelia burgdorferi ທີ່ມີຂອບເຂດຈໍາກັດການກວດຫາ 2 pg/mL (ຮູບ 6b).
ການວິເຄາະ Colorimetric ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ POCT, ໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການເຄື່ອນທີ່, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ຄວາມງ່າຍໃນການກະກຽມແລະການອ່ານສາຍຕາ.ການກວດຫາ colorimetric ສາມາດນໍາໃຊ້ການຜຸພັງຂອງ peroxidase ຫຼື nanomaterials ຄ້າຍຄື peroxidase, ການລວບລວມຂອງ nanomaterials, ແລະການເພີ່ມຂອງສີຍ້ອມສີຕົວຊີ້ວັດເພື່ອປ່ຽນຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບການມີອາຊິດ nucleic ເປົ້າຫມາຍເປັນການປ່ຽນແປງສີທີ່ສັງເກດເຫັນ [99, 100, 101].ໂດຍສະເພາະແມ່ນ nanoparticles ທອງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການພັດທະນາຍຸດທະສາດ colorimetric, ແລະເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດຂອງຕົນໃນການກະຕຸ້ນໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງສີຢ່າງໄວວາແລະທີ່ສໍາຄັນ, ມີຄວາມສົນໃຈເພີ່ມຂຶ້ນໃນການພັດທະນາຂອງເວທີ colorimetric POCT ສໍາລັບການບົ່ງມະຕິພະຍາດຕິດແປດໃນສະຖານທີ່ [102].ດ້ວຍອຸປະກອນ microfluidic centrifugal ປະສົມປະສານ [103], ເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານໃນຕົວຢ່າງນົມທີ່ປົນເປື້ອນສາມາດກວດພົບໄດ້ໂດຍອັດຕະໂນມັດໃນລະດັບ 10 ຈຸລັງແບັກທີເລຍ, ແລະຜົນໄດ້ຮັບສາມາດອ່ານໄດ້ດ້ວຍສາຍຕາພາຍໃນ 65 ນາທີ (ຮູບ 6c).
ເຕັກນິກການຮັບຮູ້ແມ່ເຫຼັກສາມາດກວດສອບການວິເຄາະໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸແມ່ເຫຼັກ, ແລະມີຄວາມສົນໃຈຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ POCT ໃນທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ.ເຕັກນິກການຮັບຮູ້ແມ່ເຫຼັກມີບາງຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກເຊັ່ນ: ວັດສະດຸແມ່ເຫຼັກທີ່ມີລາຄາຖືກຫຼາຍກ່ວາອົງປະກອບ optical ລາຄາແພງ.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການນໍາໃຊ້ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກປັບປຸງປະສິດທິພາບການຊອກຄົ້ນຫາແລະຫຼຸດຜ່ອນເວລາການກະກຽມຕົວຢ່າງ [104].ນອກຈາກນັ້ນ, ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການກວດສອບແມ່ເຫຼັກໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມສະເພາະສູງ, ຄວາມອ່ອນໄຫວ, ແລະອັດຕາສ່ວນສັນຍານຕໍ່ສຽງສູງເນື່ອງຈາກສັນຍານພື້ນຖານແມ່ເຫຼັກທີ່ບໍ່ສໍາຄັນຂອງຕົວຢ່າງທາງຊີວະພາບ [105].Sharma et al.ປະສົມປະສານ biosensor ທີ່ອີງໃສ່ tunnel magnetic junction ເຂົ້າໄປໃນແພລະຕະຟອມ microchip ແບບເຄື່ອນທີ່.[106] ສໍາລັບການກວດຫາ multiplex ຂອງເຊື້ອພະຍາດ (ຮູບ 6d).Biosensors ກວດຫາອາຊິດນິວຄລີອິກ subnanomolar ທີ່ລະອຽດອ່ອນທີ່ໂດດດ່ຽວຈາກເຊື້ອພະຍາດ.
ວິທີການກວດຫາສັນຍານປົກກະຕິ.ແນວຄວາມຄິດຂອງການກວດພົບ hyperlocalized ຂອງ Cas13a (ດັດແປງມາຈາກ [97]).b Graphene nanobiosensor FET ໃນການປະສົມປະສານກັບ Lyme GroES scFv (ດັດແປງມາຈາກ [98]).c Colorimetric indications for multiplex detection of foodborne pathogens in a centrifugal microfluidic chip: No. 1 and No. 3 samples with target pathogens, and No. 2, No. 4 and No. 5 samples without target pathogens (ດັດແປງຈາກ [103]) .d Biosensor ອີງໃສ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ອຸໂມງແມ່ເຫຼັກ, ລວມທັງແພລະຕະຟອມ, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງສະກັດກັ້ນ, ຫນ່ວຍຄວບຄຸມ, ແລະການສະຫນອງພະລັງງານສໍາລັບການສ້າງສັນຍານ / ການຊື້ (ດັດແປງມາຈາກ [106]).GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA polymethyl methacrylate
ເຖິງວ່າຈະມີຄຸນລັກສະນະທີ່ດີເລີດຂອງວິທີການກວດພົບຂ້າງເທິງ, ພວກເຂົາຍັງມີຂໍ້ເສຍ.ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ຖືກປຽບທຽບ (ຕາຕະລາງ 1), ລວມທັງບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີລາຍລະອຽດ (pros ແລະ cons).
ດ້ວຍການພັດທະນາຂອງ microfluidics, microelectromechanical systems, nanotechnology ແລະວັດສະດຸວິທະຍາສາດ, ການນໍາໃຊ້ຊິບ microfluidic ສໍາລັບການກວດຫາພະຍາດຕິດຕໍ່ແມ່ນມີຄວາມກ້າວຫນ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ [55,96,107,108].ການຫມູນໃຊ້ທີ່ຊັດເຈນຂອງອຸປະກອນຂະຫນາດນ້ອຍແລະນ້ໍາປະກອບສ່ວນໃຫ້ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວິນິດໄສແລະປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.ດັ່ງນັ້ນ, ສໍາລັບການພັດທະນາຕໍ່ໄປ, ຄວາມພະຍາຍາມໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ດີທີ່ສຸດເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະຍົກລະດັບຊິບ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຊິບ microfluidic ຕ່າງໆທີ່ມີໂຄງສ້າງແລະຫນ້າທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.ໃນທີ່ນີ້ພວກເຮົາແນະນໍາໂດຍຫຍໍ້ກ່ຽວກັບປະເພດທົ່ວໄປຂອງແພລະຕະຟອມ microfluidic ແລະປຽບທຽບຄຸນລັກສະນະຂອງພວກມັນ (ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍ).ນອກຈາກນັ້ນ, ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງຕົວຢ່າງທີ່ລະບຸໄວ້ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນສຸມໃສ່ການຕໍ່ສູ້ກັບ SARS-CoV-2 ຕົ້ນຕໍ.
LOCCs ແມ່ນລະບົບການວິເຄາະສະລັບສັບຊ້ອນ miniaturized ທົ່ວໄປທີ່ສຸດແລະການດໍາເນີນງານຂອງພວກມັນແມ່ນ miniaturized ສູງ, ປະສົມປະສານ, ອັດຕະໂນມັດແລະຂະຫນານຈາກການສີດຕົວຢ່າງແລະການກະກຽມ, ການຄວບຄຸມການໄຫຼແລະການກວດສອບຂອງແຫຼວ [109, 110].ທາດແຫຼວຖືກໝູນໃຊ້ຜ່ານເລຂາຄະນິດທີ່ອອກແບບຢ່າງລະມັດລະວັງ ແລະການໂຕ້ຕອບຂອງຜົນກະທົບທາງກາຍະພາບຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ຄວາມດັນ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງເສັ້ນປະສາດ, ໄຟຟ້າ, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະຄື້ນສຽງ [111].LOCC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມໄດ້ປຽບທີ່ດີເລີດໃນການກວດສອບຜ່ານສູງແລະການກວດສອບຫຼາຍ, ມີຄວາມໄວການວິເຄາະໄວ, ຂະຫນາດຕົວຢ່າງຂະຫນາດນ້ອຍ, ການໃຊ້ພະລັງງານຕ່ໍາ, ແລະປະສິດທິພາບການຄຸ້ມຄອງແລະການດໍາເນີນງານສູງ;ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ອຸປະກອນ LOCC ແມ່ນລະອຽດອ່ອນຫຼາຍ, ແລະການຜະລິດ, ການຫຸ້ມຫໍ່, ແລະການໂຕ້ຕອບ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການ multiplexing ແລະ reuse ປະເຊີນກັບຄວາມຫຍຸ້ງຍາກອັນໃຫຍ່ຫຼວງ [96].ເມື່ອປຽບທຽບກັບແພລະຕະຟອມອື່ນໆ, LOCC ມີຂໍ້ດີທີ່ເປັນເອກະລັກກ່ຽວກັບຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສູງສຸດແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ດີທີ່ສຸດ, ແຕ່ຂໍ້ເສຍຂອງມັນຍັງເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ, ຄືຄວາມຊັບຊ້ອນສູງແລະການເຮັດຊ້ໍາຄືນທີ່ບໍ່ດີ.ການເພິ່ງພາອາໄສຈັກສູບພາຍນອກ, ເຊິ່ງມັກຈະມີຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ມີລາຄາແພງ, ຈະຈຳກັດການນຳໃຊ້ໃນ POCT ຕື່ມອີກ.
ໃນໄລຍະການລະບາດຂອງ COVID-19, LOCC ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍ.ໃນເວລາດຽວກັນ, ມີຊິບໃຫມ່ຈໍານວນຫນຶ່ງທີ່ປະສົມປະສານຫຼາຍເຕັກໂນໂລຢີ.ຕົວຢ່າງ, ໂທລະສັບສະຫຼາດໃນປັດຈຸບັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເປັນອຸປະກອນການວິເຄາະແບບພົກພາແລະມີທ່າແຮງທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ສໍາລັບການເຊື່ອມໂຍງກັບ LOCC.Sun et al.[21] fabricated ຊິບ microfluidic ທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ multiplexing ລໍາດັບອາຊິດ nucleic ສະເພາະຂອງຫ້າເຊື້ອພະຍາດ, ລວມທັງ SARS-CoV-2, ການນໍາໃຊ້ LAMP ແລະວິເຄາະໃຫ້ເຂົາເຈົ້າໂດຍໃຊ້ໂທລະສັບສະຫຼາດພາຍໃນ 1 ຊົ່ວໂມງຫຼັງຈາກສິ້ນສຸດຂອງຕິກິຣິຍາ.ເປັນຕົວຢ່າງອື່ນ, Sundah et al.[112] ສ້າງສະວິດໂມເລກຸນ [catalytic amplification by molecular transition state switch (CATCH)] ສໍາລັບການກວດສອບໂດຍກົງ ແລະລະອຽດອ່ອນຂອງເປົ້າໝາຍ SARS-CoV-2 RNA ໂດຍໃຊ້ໂທລະສັບສະຫຼາດ. CATCH ແມ່ນເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ LOCC ແບບພົກພາ ແລະບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ເໜືອກວ່າ (ປະມານ 8 ສຳເນົາ RNA/μl; < 1 h ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ) [112]. CATCH ແມ່ນເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ LOCC ແບບພົກພາ ແລະບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ເໜືອກວ່າ (ປະມານ 8 ສຳເນົາ RNA/μl; < 1 h ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ) [112]. CATCH совместим с портативным LOCC и обеспечивает превосходную производительность (примерно 8 коперно 8 коприй) < 1 коприй Румерно 8 коприй CATCH ແມ່ນເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ LOCC ແບບພົກພາ ແລະສະຫນອງການສົ່ງຜ່ານທີ່ດີເລີດ (ປະມານ 8 ສໍາເນົາ RNA/µl; < 1 h ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ) [112]. CATCH 与便携式LOCC 兼内并具有卓越的性能（大约8 RNA 拷贝/μl；室温下< 1小时）[112]. CATCH 与便携式LOCC 兼内并具有卓越的性能（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 копрадает превосходной производительностью (примерно 8 чрумерно 8 чрупий Ратий) CATCH ແມ່ນເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ LOCCs ແບບພົກພາ ແລະມີປະສິດທິພາບດີເລີດ (ປະມານ 8 RNA copys/µl; < 1 ຊົ່ວໂມງໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ) [112].ນອກຈາກນັ້ນ, ອຸປະກອນ LOCC ສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນຍັງໃຊ້ບາງກໍາລັງຂັບລົດເຊັ່ນ: ສູນຍາກາດ, stretch, ແລະພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ.Kang et al.[113] ໄດ້ສະແດງເຄື່ອງ PCR nanoplasma-on-a-chip ທີ່ໄວທີ່ສຸດໃນເວລາຈິງ, ສໍາລັບການວິນິດໄສຢ່າງໄວວາແລະປະລິມານຂອງ COVID-19 ໃນພາກສະຫນາມໂດຍໃຊ້ຊິບ PCR ຂອງແຫຼວ plasmonic ສູນຍາກາດ.Li et al.[114] ຕໍ່ມາໄດ້ພັດທະນາຊິບໄມໂຄຟລູດິກທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍເສັ້ນຍືດທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ການວິນິດໄສຂອງ COVID-19 ໄດ້.ເວທີດັ່ງກ່າວໃຊ້ລະບົບການຂະຫຍາຍ RT-LAMP ເພື່ອກໍານົດວ່າຕົວຢ່າງມີຄຸນນະພາບໃນທາງບວກຫຼືທາງລົບ.ຕໍ່ມາ, Ramachandran et al.[115] ບັນລຸ gradients ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເຫມາະສົມໂດຍໃຊ້ isotachophoresis (ITP), ເຕັກນິກການສຸມໃສ່ການ ion ການຄັດເລືອກປະຕິບັດໃນ microfluidics.ດ້ວຍ ITP, RNA ເປົ້າຫມາຍຈາກຕົວຢ່າງ swab nasopharyngeal ດິບສາມາດຖືກບໍລິສຸດໂດຍອັດຕະໂນມັດ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, Ramachandran et al.[115] ການສົມທົບການຊໍາລະລ້າງ ITP ນີ້ກັບ ITP-enhanced LAMP ແລະການວິເຄາະ CRISPR ໄດ້ກວດພົບ SARS-CoV-2 ໃນ swab nasopharyngeal ຂອງມະນຸດແລະຕົວຢ່າງທາງດ້ານການຊ່ວຍໃນເວລາປະມານ 35 ນາທີ.ນອກຈາກນັ້ນ, ແນວຄວາມຄິດໃຫມ່ແມ່ນເກີດຂື້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.Jadhav et al.[116] ໄດ້ສະເໜີໂຄງການວິນິດໄສໂດຍອີງໃສ່ spectroscopy Raman ທີ່ປັບປຸງຜິວໜ້າໂດຍສົມທົບກັບອຸປະກອນ microfluidic ທີ່ປະກອບດ້ວຍທໍ່ nanotubes ກາກບອນທີ່ມີທອງຄຳ/ສີເງິນທີ່ວາງໄວ້ຕາມແນວຕັ້ງ ຫຼື ທໍ່ຈຸນລະພາກ/nanotubes electrospun ທີ່ໃຊ້ແລ້ວຖິ້ມໄດ້.ຊ່ອງສຽບ microchannels ທີ່ໃຊ້ໃນຕົວກອງທີ່ເຮັດວຽກດ້ວຍ Membrane ແມ່ນໃຊ້ຖິ້ມໄດ້.ອຸ​ປະ​ກອນ​ດູດ​ຊຶມ​ເຊື້ອ​ໄວຣ​ັ​ສ​ຈາກ​ນ​້​ໍ​າ / exudation ຕ່າງໆ​ໃນ​ຮ່າງ​ກາຍ​ເຊັ່ນ​: ນໍ້າ​ລາຍ​, nasopharynx ແລະ​ນໍ້າ​ຕາ​.ດັ່ງນັ້ນ, titer ເຊື້ອໄວຣັສແມ່ນອຸດົມສົມບູນແລະເຊື້ອໄວຣັສສາມາດຖືກກໍານົດຢ່າງຖືກຕ້ອງໂດຍລາຍເຊັນ Raman.
LOAD ແມ່ນແພລະຕະຟອມ microfluidic centrifugal ທີ່ຂະບວນການທັງຫມົດຖືກຄວບຄຸມໂດຍໂປໂຕຄອນຄວາມຖີ່ທີ່ຫມຸນໂຄງສ້າງຍ່ອຍຍ່ອຍ [110].ອຸ​ປະ​ກອນ LOAD ມີ​ລັກ​ສະ​ນະ​ໂດຍ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ແຮງ centrifugal ເປັນ​ກໍາ​ລັງ​ຂັບ​ເຄື່ອນ​ທີ່​ສໍາ​ຄັນ​.ທາດແຫຼວແມ່ນຂຶ້ນກັບກໍາລັງຂອງ capillary, Euler ແລະ Coriolis.ການນໍາໃຊ້ອຸປະກອນ centrifuge, ການວິເຄາະແມ່ນດໍາເນີນໃນການດໍາເນີນງານຂອງແຫຼວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈາກຕໍາແຫນ່ງ radial ພາຍໃນໄປຫາພາຍນອກ, ກໍາຈັດຄວາມຕ້ອງການຂອງທໍ່ພາຍນອກເພີ່ມເຕີມ, ປັ໊ມ, ຕົວກະຕຸ້ນ, ແລະວາວທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ.ໃນສັ້ນ, ວິທີການຄວບຄຸມດຽວເຮັດໃຫ້ການດໍາເນີນງານງ່າຍດາຍ.ກໍາລັງທີ່ເຮັດຫນ້າທີ່ຂອງແຫຼວໃນຊ່ອງ microfluidic ດຽວກັນຢູ່ໃນໄລຍະດຽວກັນຈາກສູນການໂຫຼດແມ່ນເທົ່າທຽມກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເຮັດຊ້ໍາໂຄງສ້າງຊ່ອງທາງ.ດັ່ງນັ້ນ, ອຸປະກອນ LOAD ແມ່ນງ່າຍດາຍແລະປະຫຍັດກວ່າໃນການອອກແບບແລະການຜະລິດຫຼາຍກ່ວາອຸປະກອນ LOCC ທໍາມະດາ, ໃນຂະນະທີ່ປະຕິກິລິຍາສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເອກະລາດແລະຂະຫນານ;ຢ່າງ​ໃດ​ກໍ​ຕາມ, ເນື່ອງ​ຈາກ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​ກົນ​ຈັກ​ສູງ​ຂອງ​ອຸ​ປະ​ກອນ centrifugal, ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ chip ທີ່​ມີ​ຢູ່​ແມ່ນ​ຈໍາ​ກັດ​ແລະ​ປະ​ລິ​ມານ​ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ​ແມ່ນ​ມີ​ຄວາມ​ຫຍຸ້ງ​ຍາກ.ກັບລົດ.ໃນຂະນະດຽວກັນ, ອຸປະກອນ LOAD ສ່ວນໃຫຍ່ຖືກອອກແບບມາສໍາລັບການນໍາໃຊ້ດຽວເທົ່ານັ້ນ, ເຊິ່ງລາຄາແພງສໍາລັບການກວດພົບຂະຫນາດໃຫຍ່ [96, 117, 118, 119].
ໃນທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ, LOAD, ພິຈາລະນາເປັນຫນຶ່ງໃນອຸປະກອນ microfluidic ທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ສຸດ, ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກນັກຄົ້ນຄວ້າແລະຜູ້ຜະລິດ.ດັ່ງນັ້ນ, LOAD ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນຂອງເຊື້ອພະຍາດຕິດຕໍ່ [120, 121, 122, 123, 124], ໂດຍສະເພາະໃນໄລຍະການລະບາດຂອງ COVID-19.ຕົວຢ່າງ, ໃນທ້າຍປີ 2020, Ji et al.[60] ສະແດງໃຫ້ເຫັນການວິເຄາະ RT-qPCR ໂດຍກົງສໍາລັບການກວດພົບຂະຫນານໄວແລະອັດຕະໂນມັດຂອງ SARS-CoV-2 ແລະການຕິດເຊື້ອໄຂ້ຫວັດ A ແລະ B ໃນຕົວຢ່າງ swab ຄໍ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ Xiong et al.[74] ໄດ້ນໍາສະເຫນີແພລະຕະຟອມ disoid microfluidic ທີ່ປະສົມປະສານກັບ LAMP ສໍາລັບການກວດພົບຢ່າງໄວວາ, ຖືກຕ້ອງ, ແລະພ້ອມກັນຂອງເຈັດໂຣກລະບົບຫາຍໃຈຂອງມະນຸດ, ລວມທັງ SARS-CoV-2, ພາຍໃນ 40 ນາທີ.ໃນຕົ້ນປີ 2021, de Oliveira et al.[73] ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຊິບ microfluidic centrifugal polystyrene, ດໍາເນີນການດ້ວຍຕົນເອງດ້ວຍເຄື່ອງຫມຸນປາຍນິ້ວມື, ສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນ RT-LAMP ຂອງ COVID-19.ຕໍ່ມາ, Dignan et al.[39] ນໍາສະເຫນີອຸປະກອນ centrifuge ແບບເຄື່ອນທີ່ອັດຕະໂນມັດສໍາລັບການຊໍາລະລ້າງ SARS-CoV-2 RNA ໂດຍກົງຈາກພາກສ່ວນ buccal swab.Medved et al.[53] ໄດ້ສະເໜີລະບົບການເກັບຕົວຢ່າງ aerosol SARS-CoV-2 ໃນແຖວທີ່ມີຊິບ fluorescent microfluidic rotating ປະລິມານຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ມີຂອບເຂດຈໍາກັດການກວດພົບຂອງ 10 copies/μL ແລະຮອບວຽນຕໍາ່ສຸດທີ່ 15 ນາທີ.Suarez et al.[75] ບໍ່ດົນມານີ້ໄດ້ລາຍງານການພັດທະນາຂອງແພລະຕະຟອມ microfluidic modular centrifugal ປະສົມປະສານສໍາລັບການກວດພົບໂດຍກົງຂອງ SARS-CoV-2 RNA ໃນຕົວຢ່າງ swab nasopharyngeal inactivated ຄວາມຮ້ອນໂດຍໃຊ້ LAMP.ຕົວຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຜົນປະໂຫຍດອັນຍິ່ງໃຫຍ່ ແລະຄໍາສັນຍາຂອງ LOAD ໃນການວິນິດໄສໂມເລກຸນຂອງ COVID-19.
ໃນປີ 1945 Muller ແລະ Clegg [125] ທໍາອິດນໍາສະເຫນີຊ່ອງທາງ microfluidic ໃນເຈ້ຍໂດຍໃຊ້ເຈ້ຍການກັ່ນຕອງແລະ paraffin.ໃນປີ 2007, ກຸ່ມ Whitesides [126] ໄດ້ສ້າງເວທີເຈ້ຍທີ່ເປັນປະໂຫຍດທໍາອິດສໍາລັບການທົດສອບທາດໂປຼຕີນແລະນໍ້າຕານ.ເຈ້ຍໄດ້ກາຍເປັນຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບ microfluidics.ເຈ້ຍມີຄຸນສົມບັດປະກົດຂຶ້ນເຊັ່ນ: hydrophilicity ແລະໂຄງສ້າງ porous, biocompatibility ທີ່ດີເລີດ, ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, foldable, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ຄວາມສະດວກໃນການນໍາໃຊ້ແລະຄວາມສະດວກສະບາຍ.µPADs ຄລາສສິກປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງ hydrophilic/hydrophobic ທີ່ສ້າງຂຶ້ນເທິງແຜ່ນຮອງເຈ້ຍ.ອີງຕາມໂຄງສ້າງສາມມິຕິ, μPADs ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງມິຕິລະດັບ (2D) ແລະສາມມິຕິ (3D) μPADs.2D µPADs ແມ່ນຜະລິດໂດຍການສ້າງເຂດແດນ hydrophobic ເພື່ອສ້າງຊ່ອງທາງ microfluidic, ໃນຂະນະທີ່ 3D µPADs ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຜະລິດຈາກຊັ້ນຂອງກະດາດ microfluidic 2D, ບາງຄັ້ງດ້ວຍການພັບເຈ້ຍ, ເຕັກນິກການເລື່ອນ, ຊ່ອງທາງເປີດ, ແລະການພິມ 3D [96].ນ້ໍາທີ່ມີນ້ໍາຫຼືຊີວະພາບຢູ່ໃນ μPAD ແມ່ນຖືກຄວບຄຸມຕົ້ນຕໍໂດຍຜົນບັງຄັບໃຊ້ capillary ໂດຍບໍ່ມີແຫຼ່ງພະລັງງານພາຍນອກ, ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການເກັບຮັກສາໄວ້ກ່ອນຂອງ reagents, ການຈັດການຕົວຢ່າງ, ແລະການກວດສອບ multiplex.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຄວບຄຸມການໄຫຼທີ່ຖືກຕ້ອງແລະການກວດຫາ multiplex ແມ່ນຖືກຂັດຂວາງໂດຍຄວາມໄວການກວດສອບບໍ່ພຽງພໍ, ຄວາມອ່ອນໄຫວ, ແລະຄວາມສາມາດໃນການນໍາໃຊ້ຄືນໃຫມ່ [96, 127, 128, 129, 130].
ເປັນແພລະຕະຟອມ microfluidic ທີ່ຜິດປົກກະຕິ, μPAD ໄດ້ຖືກສົ່ງເສີມແລະພັດທະນາຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນຂອງພະຍາດຕິດຕໍ່ເຊັ່ນ HCV, HIV, ແລະ SARS-CoV-2 [131, 132].ສໍາລັບການຊອກຄົ້ນຫາແບບເລືອກແລະລະອຽດອ່ອນຂອງ HCV, Tengam et al.[133] ພັດທະນາ biosensor ນະວະນິຍາຍໂດຍອີງໃສ່ກະດາດ fluorescent ນໍາໃຊ້ probe ອາຊິດ nucleic ສະເພາະສູງໂດຍອີງໃສ່ pyrrolidinyl peptide.ອາຊິດນິວຄລີອິກຖືກກັກຂັງຢູ່ໃນກະດາດ cellulose oxidized ບາງສ່ວນໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນ alkylation ລະຫວ່າງກຸ່ມ amino ແລະກຸ່ມ aldehyde, ແລະການກວດພົບແມ່ນອີງໃສ່ fluorescence.ສັນຍານເຫຼົ່ານີ້ສາມາດອ່ານໄດ້ໂດຍ gadget ທີ່ຜະລິດເປັນພິເສດທີ່ມີກ້ອງຖ່າຍຮູບ fluorescent ແບບພົກພາປະສົມປະສານກັບກ້ອງຖ່າຍຮູບໂທລະສັບມືຖື.ຕໍ່ມາ, Lu et al.[134] ອອກແບບ electrode ປ່ຽນແປງໄດ້ທີ່ອີງໃສ່ເຈ້ຍໂດຍອ້າງອີງຈາກ nickel/gold nanoparticles/carbon nanotubes/polyvinyl alcohol organometallic framework composites for HIV target detection by DNA hybridization using methylene blue as a DNA redox indicator.ຫວ່າງມໍ່ໆມານີ້, Chowdury et al.[135] ນໍາສະເຫນີການອອກແບບເວທີສົມມຸດຕິຖານສໍາລັບການທົດສອບ µPAD ການດູແລຈຸດໂດຍໃຊ້ນໍ້າລາຍຂອງຄົນເຈັບດິບປະສົມປະສານກັບ LAMP ແລະເທກໂນໂລຍີການຖ່າຍພາບແບບເຄື່ອນທີ່ສໍາລັບການກວດຫາການວິເຄາະ COVID-19.
ການທົດສອບການໄຫຼຂອງທາງຂ້າງນໍາພາຂອງນ້ໍາໂດຍກໍາລັງ capillary ແລະຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວຂອງນ້ໍາໂດຍຄວາມຊຸ່ມຊື່ນແລະລັກສະນະຂອງ substrates porous ຫຼື microstructured.ອຸປະກອນການໄຫຼຂອງທາງຂ້າງປະກອບດ້ວຍຕົວຢ່າງ, conjugate, incubator ແລະການຊອກຄົ້ນຫາ, ແລະ pads ດູດຊຶມ.ໂມເລກຸນອາຊິດນິວຄລີອິກໃນ LFA ຮັບຮູ້ຕົວຜູກສະເພາະທີ່ເກັບຮັກສາໄວ້ລ່ວງໜ້າຢູ່ບ່ອນຜູກມັດ ແລະ ຜູກມັດເປັນຊັບຊ້ອນ.ໃນຂະນະທີ່ຂອງແຫຼວຜ່ານແຜ່ນ incubation ແລະກວດຈັບ, ສະລັບສັບຊ້ອນໄດ້ຖືກຈັບໂດຍໂມເລກຸນ capture ທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນສາຍການທົດສອບແລະການຄວບຄຸມ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສາມາດອ່ານໄດ້ໂດຍກົງກັບຕາ naked ໄດ້.ໂດຍປົກກະຕິ, LFA ສາມາດສໍາເລັດໃນ 2-15 ນາທີ, ເຊິ່ງໄວກວ່າການຄົ້ນພົບແບບດັ້ງເດີມ.ເນື່ອງຈາກກົນໄກພິເສດ, LFA ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການດໍາເນີນງານຈໍານວນຫນ້ອຍແລະບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີອຸປະກອນເພີ່ມເຕີມ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນເປັນມິດກັບຜູ້ໃຊ້ຫຼາຍ.ມັນງ່າຍທີ່ຈະຜະລິດແລະຂະຫນາດນ້ອຍ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ substrates ເຈ້ຍແມ່ນຕ່ໍາ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນຖືກນໍາໃຊ້ພຽງແຕ່ສໍາລັບການວິເຄາະຄຸນນະພາບ, ແລະການຊອກຄົ້ນຫາປະລິມານແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍ, ແລະຄວາມສາມາດ multiplexing ແລະ throughput ແມ່ນຈໍາກັດຫຼາຍ, ແລະພຽງແຕ່ຫນຶ່ງອາຊິດ nucleic ພຽງພໍສາມາດກວດພົບໃນເວລາ [96,110,127].
ເຖິງແມ່ນວ່າຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສ່ວນໃຫຍ່ຂອງ LFA ແມ່ນສຸມໃສ່ການ immunoassays, ການນໍາໃຊ້ LFA ສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນໃນຊິບ microfluidic ຍັງມີປະສິດທິພາບແລະເປັນທີ່ນິຍົມ [136].ໃນກໍລະນີຂອງເຊື້ອໄວຣັສຕັບອັກເສບ B, HIV ແລະ SARS-CoV-2 LFA Gong et al.[137] ສະເຫນີແພລະຕະຟອມ nanoparticle LFA ທີ່ມີການປ່ຽນໃຈເຫລື້ອມໃສຂຶ້ນແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຄ່ອງແຄ້ວຂອງແພລະຕະຟອມ miniaturized ແລະແບບພະກະພານີ້ໂດຍຜ່ານການກວດສອບທີ່ລະອຽດອ່ອນແລະປະລິມານຂອງເປົ້າຫມາຍຫຼາຍເຊັ່ນ HBV ອາຊິດ nucleic.ນອກຈາກນັ້ນ, Fu et al.[138] ສະແດງໃຫ້ເຫັນ LFA ນະວະນິຍາຍທີ່ອີງໃສ່ spectroscopy Raman ທີ່ປັບປຸງຫນ້າດິນສໍາລັບການວິເຄາະປະລິມານຂອງ HIV-1 DNA ທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຕ່ໍາ.ສໍາລັບການກວດສອບໄວແລະລະອຽດອ່ອນຂອງ SARS-CoV-2, Liu et al.[85] ພັດທະນາການວິເຄາະການໄຫຼຂອງ RPA ຂ້າງຕົວຂອງ microfluidic ປະສົມປະສານໂດຍການລວມເອົາ RT-RPA ແລະລະບົບກວດຈັບການໄຫຼຂອງທາງຂ້າງແບບທົ່ວໄປເຂົ້າໄປໃນລະບົບ microfluidic ດຽວ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງແພລະຕະຟອມ microfluidic ຕ່າງໆແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມການສຶກສາສະເພາະ, ນໍາໃຊ້ປະໂຫຍດຢ່າງເຕັມທີ່ຂອງຄວາມສາມາດແລະຄວາມໄດ້ປຽບຂອງເວທີ.ດ້ວຍປ່ຽງ, ປໍ້າ ແລະທໍ່ທີ່ມີລາຄາບໍ່ແພງ, LOCC ເປັນແພລະຕະຟອມທີ່ສົມບູນແບບທີ່ສຸດສໍາລັບຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງແອັບພລິເຄຊັນ ແລະການເຮັດວຽກຮ່ວມກັນກັບຫ້ອງໃຫຍ່ທີ່ສຸດສໍາລັບການພັດທະນາ.ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາຫວັງວ່າແລະແນະນໍາວ່າການສຶກສາໃຫມ່ທີ່ສຸດໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ LOCC ເປັນຄວາມພະຍາຍາມທໍາອິດແລະໃຫ້ເງື່ອນໄຂທີ່ດີທີ່ສຸດ.ນອກຈາກນັ້ນ, ວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະຖືກຕ້ອງກວ່າຄາດວ່າຈະຖືກຄົ້ນພົບແລະນໍາໃຊ້ໃນລະບົບ.LOAD ດີເລີດໃນການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນຂອງນ້ໍາຈາກອຸປະກອນ LOCC ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ເປັນເອກະລັກໃນໄດດຽວໂດຍຜົນບັງຄັບໃຊ້ centrifugal ໂດຍບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີໄດພາຍນອກ, ໃນຂະນະທີ່ການຕອບສະຫນອງຂະຫນານສາມາດແຍກຕ່າງຫາກແລະ synchronized.ດັ່ງນັ້ນ, ໃນອະນາຄົດ, LOAD ຈະກາຍເປັນແພລະຕະຟອມ microfluidic ຕົ້ນຕໍທີ່ມີການດໍາເນີນງານຄູ່ມືຫນ້ອຍລົງແລະເຕັກໂນໂລຢີທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແລະອັດຕະໂນມັດ.ເວທີ µPAD ປະສົມປະສານຜົນປະໂຫຍດຂອງ LOCC ແລະວັດສະດຸທີ່ອີງໃສ່ເຈ້ຍສໍາລັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ການວິນິດໄສການນໍາໃຊ້ດຽວ.ສະ​ນັ້ນ, ການ​ພັດ​ທະ​ນາ​ໃນ​ອະ​ນາ​ຄົດ​ຄວນ​ສຸມ​ໃສ່​ບັນ​ດາ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ທີ່​ສະ​ດວກ​ແລະ​ມີ​ຄວາມ​ສະ​ດວກ.ນອກຈາກນັ້ນ, LFA ແມ່ນເຫມາະສົມດີສໍາລັບການຊອກຄົ້ນຫາຕາເປົ່າ, ສັນຍາວ່າຈະຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກຕົວຢ່າງແລະເລັ່ງການກວດພົບ.ການປຽບທຽບເວທີລະອຽດແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 2.
ການວິເຄາະທາງດິຈິຕອລແບ່ງຕົວຢ່າງອອກເປັນຈຸນລະພາກຫຼາຍອັນ, ແຕ່ລະອັນມີຈໍານວນໂມເລກຸນເປົ້າຫມາຍທີ່ບໍ່ຊ້ໍາກັນ [139, 140].ການວິເຄາະທາງດິຈິຕອລໃຫ້ຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການປະຕິບັດປະລິມານຢ່າງແທ້ຈິງໂດຍການດໍາເນີນການທົດລອງຊີວະເຄມີຂະຫນານຫຼາຍພັນຄັ້ງພ້ອມກັນແລະສ່ວນບຸກຄົນໃນຊ່ອງຂະຫນາດ micron ແທນທີ່ຈະໃນໄລຍະຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບ microfluidics ແບບດັ້ງເດີມ, ປະຕິກິລິຍາ compartment ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານຕົວຢ່າງ, ເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຕິກິຣິຍາ, ແລະປະສົມປະສານໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍກັບວິທີການວິເຄາະອື່ນໆໂດຍບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີຊ່ອງທາງ, ປໍ້າ, ປ່ຽງ, ແລະການອອກແບບທີ່ຫນາແຫນ້ນ [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147].ສອງວິທີການຕໍ່ໄປນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການວິເຄາະດິຈິຕອນເພື່ອບັນລຸການແກ້ໄຂທີ່ເປັນເອກະພາບແລະຖືກຕ້ອງ, ລວມທັງການ reagents ແລະຕົວຢ່າງເຊັ່ນຈຸລັງ, ອາຊິດນິວເຄຼຍ, ແລະອະນຸພາກຫຼືໂມເລກຸນອື່ນໆ: (1) ຫຼຸດລົງ emulsions exploiting ການໂຕ້ຕອບຂອງແຫຼວ instability;(2) ການແບ່ງ array ແມ່ນປະຕິບັດໂດຍຂໍ້ຈໍາກັດທາງເລຂາຄະນິດຂອງອຸປະກອນ.ໃນວິທີການທໍາອິດ, droplets ບັນຈຸ reagents ແລະຕົວຢ່າງໃນ microchannels ສາມາດສ້າງໄດ້ໂດຍວິທີການ passive ເຊັ່ນ: ປະຈຸບັນຮ່ວມ, crossflow, ການໄຫຼສຸມໃສ່ການ, staged emulsification, emulsification microchannel, ແລະເຍື່ອໂດຍຜ່ານກໍາລັງ shear viscous ແລະ emulsification ກັບການປ່ຽນແປງຊ່ອງທາງ.localization [143, 145, 146, 148, 149] ຫຼືໃຊ້ວິທີການທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ [150, 151], ເຊິ່ງແນະນໍາພະລັງງານເພີ່ມເຕີມໂດຍຜ່ານການຄວບຄຸມໄຟຟ້າ, ແມ່ເຫຼັກ, ຄວາມຮ້ອນແລະກົນຈັກ.ໃນວິທີການສຸດທ້າຍ, ຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງປະລິມານນ້ໍາທີ່ດີທີ່ສຸດໃນຫ້ອງ microfluidic ໄດ້ຖືກແບ່ງປັນໂດຍການຮັກສາໂຄງສ້າງທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ດຽວກັນ, ເຊັ່ນ micropits ແລະ arrays ພື້ນຜິວ [152,153,154].ໂດຍສະເພາະ, droplets ແມ່ນພາກສ່ວນການໄຫຼທີ່ສໍາຄັນທີ່ຍັງສາມາດຜະລິດແລະ manipulated ໃນ arrays electrode ໂດຍອີງໃສ່ microfluidics ດິຈິຕອນ (DMF).Electrowetting of dielectrics ແມ່ນຫນຶ່ງໃນທິດສະດີ DMF ທີ່ໄດ້ຮັບການສຶກສາທີ່ດີທີ່ສຸດ, ນັບຕັ້ງແຕ່ electrowetting ຂອງ dielectrics ອະນຸຍາດໃຫ້ການຫມູນໃຊ້ທີ່ຊັດເຈນຂອງການຫຼຸດລົງຂອງແຕ່ລະບຸກຄົນ, ການຄວບຄຸມຮູບຮ່າງຂອງແຫຼວແລະສັນຍານໄຟຟ້າ asymmetric ຜ່ານດ້ານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ [141, 144].ການດໍາເນີນງານຕົ້ນຕໍທີ່ມີ droplets ໃນ DMF ປະກອບມີການຈັດລຽງ, ການແຍກ, ແລະການລວມເຂົ້າກັນ [151, 155, 156], ເຊິ່ງສາມາດນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍໆດ້ານຂອງການວິເຄາະ, ໂດຍສະເພາະໃນການກວດສອບໂມເລກຸນ [157, 158, 159].
ການກວດຫາອາຊິດນິວຄລີອິກແບບດິຈິຕອລແມ່ນເທັກໂນໂລຍີວິນິດໄສໂມເລກຸນລຸ້ນທີ 3 ປະຕິບັດຕາມ PCR ທຳມະດາ ແລະ PCR ປະລິມານຈິງ (qPCR), ຂະໜານກັບການຈັດລຳດັບທີ່ຜ່ານຂໍ້ມູນສູງ ແລະ ການກວດເລືອດຂອງແຫຼວ.ໃນສອງທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ, ອາຊິດນິວເຄຼຍດິຈິຕອນໄດ້ພັດທະນາຢ່າງໄວວາໃນຂົງເຂດການວິນິດໄສໂມເລກຸນຂອງເຊື້ອພະຍາດທີ່ຕິດເຊື້ອ [160, 161, 162].ປະລິມານຢ່າງແທ້ຈິງຂອງການກວດສອບອາຊິດ nucleic ດິຈິຕອນເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການຫຸ້ມຫໍ່ຕົວຢ່າງແລະ reagents ເຂົ້າໄປໃນຊ່ອງສ່ວນບຸກຄົນເພື່ອຮັບປະກັນວ່າແຕ່ລະລໍາດັບເປົ້າຫມາຍມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ດຽວກັນຂອງການເຂົ້າໄປໃນຊ່ອງແຕ່ລະຄົນ.ໃນທາງທິດສະດີ, ແຕ່ລະພາກສ່ວນອາດຈະຖືກມອບຫມາຍຫຼາຍລໍາດັບເປົ້າຫມາຍ, ຫຼືອາດຈະບໍ່ມີລະບົບ microreaction ເອກະລາດ.ໂດຍຜ່ານກົນໄກການຮັບຮູ້ຕ່າງໆທີ່ອະທິບາຍຂ້າງເທິງ, ຊ່ອງທີ່ມີລໍາດັບເປົ້າຫມາຍຂອງຈຸລິນຊີທີ່ສ້າງສັນຍານຂ້າງເທິງຂອບເຂດສະເພາະໃດຫນຶ່ງສາມາດເບິ່ງເຫັນດ້ວຍຕາເປົ່າຫຼືໂດຍເຄື່ອງຈັກແລະຖືກຕິດສະຫລາກເປັນບວກ, ໃນຂະນະທີ່ຊ່ອງອື່ນໆທີ່ສ້າງສັນຍານຕ່ໍາກວ່າເກນແມ່ນຕິດປ້າຍເປັນບວກ. .ລົບ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສັນຍານສໍາລັບແຕ່ລະພາກເປັນ boolean.ດັ່ງນັ້ນ, ໂດຍການຄິດໄລ່ຈໍານວນຊ່ອງທີ່ສ້າງຂຶ້ນແລະອັດຕາຜົນໄດ້ຮັບໃນທາງບວກຫຼັງຈາກການຕິກິຣິຍາ, ສໍາເນົາຕົ້ນສະບັບຂອງຕົວຢ່າງການທົດສອບສາມາດຖືກຈັບຄູ່ໂດຍໃຊ້ສູດການແຈກຢາຍ Poisson ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ເສັ້ນໂຄ້ງມາດຕະຖານ, ເຊິ່ງຕ້ອງການສໍາລັບການວິເຄາະປະລິມານປົກກະຕິເຊັ່ນ: ເປັນ qPCR.[163] ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການວິນິດໄສໂມເລກຸນແບບດັ້ງເດີມ, ການກວດຫາອາຊິດນິວຄລີອິກດິຈິຕອນມີລະດັບອັດຕະໂນມັດສູງກວ່າ, ຄວາມໄວໃນການວິເຄາະທີ່ສູງຂຶ້ນແລະຄວາມອ່ອນໄຫວ, ທາດ reagents ຫນ້ອຍ, ການປົນເປື້ອນຫນ້ອຍ, ແລະການອອກແບບແລະການຜະລິດງ່າຍດາຍ.ສໍາລັບເຫດຜົນເຫຼົ່ານີ້, ການນໍາໃຊ້ການວິເຄາະດິຈິຕອນ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນວິທີການຫຼຸດລົງ, ສໍາລັບການວິນິດໄສໂມເລກຸນ, ການສົມທົບການຂະຫຍາຍແລະເຕັກນິກການອ່ານສັນຍານ, ໄດ້ຖືກສຶກສາໄດ້ດີໃນລະຫວ່າງການລະບາດຂອງ SARS-CoV-2 ທີ່ສໍາຄັນ.ຕົວຢ່າງ, Yin et al.[164] ວິທີການປະສົມປະສານຂອງ droplet ດິຈິຕອລແລະໄວ PCR ເພື່ອກວດພົບເຊື້ອ ORF1ab, N, ແລະ RNase P ໃນ SARS-CoV-2 ໃນຊິບ microfluidic.ໂດຍສະເພາະ, ລະບົບສາມາດກໍານົດສັນຍານໃນທາງບວກພາຍໃນ 115 ວິນາທີ, ເຊິ່ງໄວກວ່າ PCR ທໍາມະດາ, ເຊິ່ງຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງປະສິດທິພາບຂອງມັນໃນການກວດສອບຈຸດດູແລ (ຮູບ 7a).ດົງ et al.[165], Sow et al.[157], Chen et al.[166] ແລະ Alteri et al.[167] ຍັງໄດ້ນຳໃຊ້ droplet digital PCR (ddPCR) ເພື່ອກວດຫາ SARS-CoV-2 ໃນລະບົບ microfluidic ດ້ວຍຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈ.ເພື່ອປັບປຸງອັດຕາການກວດພົບຕື່ມອີກ, Shen et al.[168] ບັນລຸໄດ້ ddPCR-based chip imaging in as a little as 15 s without using the image stitching techniques , speeding up the ddPCR technology process from lab to application .ບໍ່ພຽງແຕ່ວິທີການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນເຊັ່ນ PCR ເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງໃຊ້ວິທີການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນແບບ isothermal ເພື່ອເຮັດໃຫ້ສະພາບປະຕິກິລິຍາງ່າຍແລະການຕອບສະຫນອງໄວ.Lu et al.[71] ພັດທະນາ SlipChip ສໍາລັບການວິເຄາະ droplet, ສາມາດສ້າງ droplets ຂອງຂະຫນາດຕ່າງໆທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງໃນຂັ້ນຕອນດຽວແລະປະລິມານ SARS-CoV-2 nucleic acids ໂດຍໃຊ້ LAMP ດິຈິຕອນ (ຮູບ 7b).ໃນຖານະເປັນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ພັດທະນາຢ່າງໄວວາ, CRISPR ຍັງສາມາດມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການກວດສອບອາຊິດ nucleic ດິຈິຕອນໂດຍຜ່ານການຮູບພາບ colorimetric ສະດວກໂດຍບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີ stains ອາຊິດ nucleic ເພີ່ມເຕີມ.Ackerman et al.ພັດທະນາປະຕິກິລິຢາມາຕຣິກເບື້ອງປະສົມປະສານສໍາລັບການປະເມີນ multiplex ຂອງອາຊິດນິວຄລີອິກ.[158] ໄດ້ກວດພົບ 169 ໄວຣັສທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບມະນຸດ, ລວມທັງ SARS-CoV-2, ໃນຢອດຢາທີ່ມີສານຕ້ານການກວດພົບອາຊິດນິວຄລີອິກ CRISPR-Cas13 ໃນການວິເຄາະ microwell (ຮູບ 7c).ນອກຈາກນັ້ນ, isothermal amplification ແລະເຕັກໂນໂລຊີ CRISPR ສາມາດນໍາໃຊ້ໃນລະບົບດຽວກັນເພື່ອສົມທົບຜົນປະໂຫຍດຂອງທັງສອງ.Park et al.[169] ການວິເຄາະແບບດິຈິຕອລ CRISPR/Cas12a ໄດ້ຖືກພັດທະນາຢູ່ໃນຊິບຈຸນລະພາກທາງການຄ້າເພື່ອກວດຫາ SARS-CoV-2 ທີ່ຖືກສະກັດ ແລະຂ້າດ້ວຍຄວາມຮ້ອນໂດຍອີງໃສ່ RT-RPA ໄລຍະດຽວທີ່ມີສັນຍານທີ່ສັ້ນກວ່າ ແລະສູງກວ່າການກວດຫາພື້ນຫຼັງ. ອັດຕາສ່ວນເວລາ., ລະດັບການເຄື່ອນທີ່ກວ້າງກວ່າ ແລະມີຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ດີກວ່າ (ຮູບ 7d).ລາຍລະອຽດບາງອັນຂອງຕົວຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໃຫ້ຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 3.
ແພລະຕະຟອມດິຈິຕອນທົ່ວໄປສໍາລັບການກວດພົບອາຊິດນິວຄລີອິກ.a ຂະບວນການເຮັດວຽກຂອງ PCR ດິຈິຕອນຢ່າງໄວວາປະກອບດ້ວຍສີ່ຂັ້ນຕອນທີ່ສໍາຄັນ: ການກະກຽມຕົວຢ່າງ, ການແຈກຢາຍການປະສົມປະຕິກິລິຢາ, ຂະບວນການຂະຫຍາຍ, ແລະການກໍານົດປະລິມານເປົ້າຫມາຍ (ດັດແປງຈາກ [164]).b ຕາຕະລາງສະແດງໃຫ້ເຫັນການວິເຄາະຂອງ droplets SlipChip ສໍາລັບການສ້າງຕັ້ງ droplet ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ (ດັດແປງຈາກ [71]).c CARMEN-Cas workflow diagram13 (ດັດແປງມາຈາກ [158]).d ພາບລວມຂອງການກວດຫາເຊື້ອໄວຣັສດິຈິຕອນແບບພິເສດດ້ວຍ CRISPR/Cas ໃນຫນຶ່ງຫມໍ້ (ດັດແປງມາຈາກ [169]).W/O water-in-oil, polydimethylsiloxane PDMS, PCR polymerase chain reaction, DAQ data collection, PID proportional derivative integral, CARMEN combinatorial matrix reaction for multiplex nucleic acid evaluation, SARS-CoV-2, ໂຣກລະບົບຫາຍໃຈສ້ວຍແຫຼມຮ້າຍແຮງ, ໂຣກ coronavirus 2 , RT Amplification ຂອງ reverse transcriptase recombinase polymerase-RPA, S/B signal ໃນພື້ນຫຼັງ