✖


Jump to content

Микрофлюидика на бумаге

Микрофлюидика на бумажной основе представляет собой микрофлюидные устройства, которые состоят из ряда гидрофильных целлюлозных или нитроцеллюлозных волокон , которые транспортируют жидкость от входного отверстия через пористую среду к желаемому выходному отверстию или области устройства посредством капиллярного действия . [1] Эта технология основана на традиционном тесте с боковым потоком , который способен обнаруживать многие инфекционные агенты и химические загрязнители. Основным преимуществом этого является то, что это в значительной степени пассивно управляемое устройство в отличие от более сложных микрофлюидных устройств. Разработка микрофлюидных устройств на бумажной основе началась в начале 21 века, чтобы удовлетворить потребность в недорогих и портативных медицинских диагностических системах .

Архитектура

[ редактировать ]

Микрофлюидные устройства на бумажной основе имеют следующие области: [2]

  • Входное отверстие: подложка (обычно целлюлоза), на которую жидкости дозируются вручную.
  • Каналы: гидрофильные сети размером менее миллиметра, которые направляют жидкость по всему устройству.
  • Усилители потока: области различной геометрии, где скорость потока изменяется для создания устойчивого потока с контролируемой скоростью. [1]
  • Резисторы потока: капиллярный элемент, используемый для придания пониженной скорости потока с целью контроля времени пребывания жидкости в микрофлюидном устройстве. [3]
  • Барьеры: гидрофобные области, которые препятствуют выходу жидкости из канала.
  • Выходы: место, где происходит химическая или биохимическая реакция.

Поток

[ редактировать ]

Движение жидкости через пористую среду, такую ​​как бумага, определяется проницаемостью (науки о Земле) , геометрией и испарения эффектами . В совокупности эти факторы приводят к ограничению испарением капиллярного проникновения, которое можно регулировать, контролируя пористость и геометрию устройства. [4] Бумага представляет собой пористую среду, в которой жидкость перемещается преимущественно за счет впитывания и испарения. [5] Капиллярный поток во время смачивания можно аппроксимировать уравнением Уошберна , которое выведено из закона Жюрена и уравнения Хагена-Пуазейля . [6] Средняя скорость потока жидкости обобщается как: где поверхностное натяжение, контактный угол, вязкость, а – расстояние, пройденное жидкостью. Более обширные модели учитывают извилистость бумаги . [7] радиус пор и деформация бумаги . [8]

После полного увлажнения среды последующий поток становится ламинарным и подчиняется закону Дарси . [9] Средняя скорость потока жидкости обобщается как: где средняя проницаемость и это градиент давления . [10] Одним из последствий ламинарного потока является то, что перемешивание затруднено и основано исключительно на диффузии , которая в пористых системах происходит медленнее. [11]

Производство

[ редактировать ]

Микрофлюидные устройства на основе бумаги могут быть изготовлены на основе размеров, то есть 2D и 3D. [12] Для изготовления 2D-микрофлюидики на основе бумаги используются различные методы, такие как восковая печать, струйная печать , фотолитография , флексографическая печать , плазменная обработка, лазерная обработка, травление (микрообработка) , трафаретная печать , 3-D принтер с цифровой обработкой света (DLP), и восковая проверка. [13] Дальнейшее ламинирование нескольких бумажных микрофлюидик создает псевдо-3D микрофлюидику, которая может обеспечить дополнительное измерение жидкостной сети и увеличить ее сложность. Каждый метод направлен на создание гидрофобных физических барьеров на гидрофильной бумаге, которые пассивно транспортируют водные растворы. [14] Затем биологические и химические реагенты необходимо избирательно наносить вдоль устройства, либо погружая подложку в раствор реагента, либо локально нанося реагент на подложку. [15]

Восковая печать

[ редактировать ]

При печати воском используется простой принтер, который наносит воск на бумагу в желаемом дизайне. Затем воск расплавляют на электрической плитке для создания каналов. [16] Этот метод быстрый и недорогой, но имеет относительно низкое разрешение из-за изотропии расплавленного воска.

Струйная печать

[ редактировать ]

Струйная печать требует покрытия бумаги гидрофобным полимером, а затем выборочного нанесения чернил, которые протравливают полимер, обнажая бумагу. [17] Этот метод имеет низкую стоимость и высокое разрешение, но ограничен скоростью нанесения одной капли чернил за раз.

Фотолитография

[ редактировать ]

Методы фотолитографии аналогичны струйной печати: фотомаска используется для избирательного травления фоторезистивного полимера. [18] Этот метод имеет высокое разрешение и быстрый, но требует высоких затрат на оборудование и материалы.

DLP-печать

[ редактировать ]

В этом методе используется технология DLP-печати, при которой фотоотверждаемые полимеры подвергаются воздействию света для формирования гидрофобных границ открытых микроканалов в пористой бумаге. Если в конкретном применении вызывают беспокойство эффекты испарения, можно использовать два дополнительных слоя отверждаемой смолы сверху и снизу канала. Затем излишки неотвержденной смолы удаляют этанолом. [19] Этот метод имеет относительно низкую стоимость оборудования и использует легкодоступные материалы, что делает его многообещающим кандидатом для массового производства диагностических устройств на местах .

Плазменная обработка

[ редактировать ]

В этом методе бумага сначала становится гидрофобной с использованием гидрофобизирующего агента, такого как AKD или плазменная полимеризация фторуглерода , а затем плазменное травление O 2 с маской используется для создания гидрофильных узоров на бумаге. Одним из преимуществ плазменных процессов является то, что сложные конструкции и функциональные возможности, такие как полностью и полузакрытые каналы, [20] двухпозиционные переключатели потока, [21] и каналы управления потоком жидкости [22] могут быть включены относительно легко. Однако стоимость производства относительно выше, чем при других методах изготовления.

Аналитические приложения

[ редактировать ]

Масс-спектрометрия

[ редактировать ]

Ионизация распылением бумаги быстро развивается в качестве интерфейса для аналитических устройств на основе микробумаги μPAD и масс-спектрометрии. Техника, впервые описанная группой Грэма Кукса из Purdue, [23] включает в себя приложение напряжения к треугольному листу влажной бумаги рядом с входным отверстием масс-спектрометра. Хотя точный механизм не совсем понятен, могут иметь место два режима работы: многоконусное распыление при высоких скоростях потока и одноконусное распыление, которое происходит, когда растворитель исчерпан. [24] Это часть более масштабных усилий по объединению сложных микрофлюидных манипуляций с масс-спектральным обнаружением. Гидрофобные барьеры с восковой печатью являются распространенным методом создания отдельных каналов потока внутри бумажных устройств, и он был распространен на μPAD-MS для повышения эффективности ионизации (за счет фокусировки потока аналита) и обеспечения реакционного смешивания путем восковой печати на треугольной бумаге. поверхность. [25] Хроматографическое разделение также было продемонстрировано на микропланшетах до обнаружения распылением бумаги. [26] Первоначально ионизация бумажным распылением применялась для обнаружения небольших молекул, таких как фармацевтические препараты. [27] и наркотики, вызывающие злоупотребление. [28] Однако также было показано, что ионизация бумажным распылением может ионизировать большие белки, сохраняя при этом нековалентные взаимодействия. [29]

Методы разделения

[ редактировать ]

Лишь немногие аналитические детекторы действительно специфичны для одного вида; поэтому перед обнаружением часто необходим определенный этап разделения. Более того, разделение позволяет обнаруживать несколько аналитов на одной платформе. Разделение на основе планарной хроматографии (ТСХ), пожалуй, проще всего реализовать, поскольку многие микроПАД состоят из хроматографической бумаги. Обычно разделительный канал определяется путем нанесения восковой печати на два гидрофобных барьера. [30] Электрохимическое обнаружение, пожалуй, наиболее распространено. [31] вероятно, из-за простоты реализации, хотя колориметрия , хемилюминесценция , [32] и масс-спектральное детектирование также использовалось в сочетании с хроматографическим разделением на бумаге. Несмотря на простоту реализации, планарная хроматография затруднена относительно низкой высотой пластин (т.е. низкой эффективностью разделения). Поскольку группа Чакраборти продемонстрировала возможность электрокинетического потока на микроПАДах, [33] В литературе появилось несколько применений электрофоретического разделения на μPAD. Группа Крукса из Юта в Остине успешно продемонстрировала, что электрофоретическое разделение на микропланшетах может осуществляться при относительно низких приложенных напряжениях по сравнению с обычными электрофоретическими устройствами из-за высокой напряженности поля, которая может быть создана на очень тонких (180 мкм) листах бумаги для оригами. [34] Более простые методы разделения также можно использовать на μPAD, например, группа Генри продемонстрировала отделение плазмы от цельной крови с помощью мембран для разделения крови. [35]

Управление потоком

[ редактировать ]

Существуют различные способы управления потоком жидкости в каналах. Они включают изменение ширины и длины канала, изменение смачиваемости бумаги, отвод некоторого количества жидкости через параллельный канал или изменение вязкости жидкости. [36] Поток в PAD можно остановить с помощью растворимых сахарных мостиков, обработки коронным разрядом для перевода покрытия на бумаге из гидрофобного в гидрофильное состояние или использования вспенивающегося полимера, вызываемого потоком, для закрытия пути потока. [37]

Электронная интеграция

[ редактировать ]

Интеграция микрофлюидных платформ и электронных компонентов может привести к созданию систем микрототального анализа (μTAS), которые представляют собой устройства, которые включают и автоматизируют все основные этапы подготовки и анализа проб. [38] Бумажная электроника опирается на функциональные структуры, такие как проводники, которые необходимо изготовить на поверхности бумаги, а микрофлюидика на основе бумаги предполагает создание каналов и барьеров внутри подложки. [38] Эта несовместимость привела к тому, что большинство µTAS разрабатывались с использованием внешних электродов, контактирующих с бумажными каналами. Однако в 2009 году электроды с трафаретной печатью были интегрированы в микрофлюидное устройство на бумажной основе для создания биосенсора глюкозы, лактата и мочевой кислоты. [39] Этот первый отчет об электронной интеграции бумажной микрофлюидики продемонстрировал, как это может улучшить конструкцию µTAS при низких затратах. С тех пор были разработаны различные методы изготовления электродов, включая трафаретную печать , струйную печать металла , напыление , рисование карандашом, лазерно-индуцированный пиролиз и внешние электроды для создания сети проводящих следов. [40]

Трафаретная печать

[ редактировать ]

Трафаретная печать — самый популярный метод создания электронных следов на бумаге. В этом процессе чернила переносятся на участки микрофлюидных каналов на основе бумаги с помощью трафарета. Дунгчай и др . продемонстрировали электрохимическое зондирование с использованием углеродных чернил с трафаретной печатью для рабочего и противоэлектрода и чернил из хлорида серебра/серебра в качестве электрода сравнения в конце микрофлюидного канала. [39] Электроды с трафаретной печатью на микрофлюидных устройствах на бумажной основе использовались не только для разработки биосенсоров метаболитов, [39] [41] [42] но и для обнаружения бактерий [43] и тяжелые металлы [44] в пище и воде. Масштабируемость этого процесса делает перспективным создание электрохимических устройств со сверхнизкой стоимостью, подходящих для полевых испытаний. [45]

Струйная печать

[ редактировать ]

Многообещающим физическим методом является струйная печать, которая позволяет точно и воспроизводимо наносить проводящие материалы на бумагу. [38] [46] В качестве доказательства концепции Ко и др . разработал электрический чип на бумажной основе, используя принтер для домашнего офиса, чернила из углеродных нанотрубок и журнальную бумагу. [47] Аналогичным образом, наночастицы серебра были напечатаны в микрофлюидных каналах, чтобы определять изменения диэлектрической проницаемости жидкостей, раскрывая информацию о концентрации и соотношениях смешивания. [48] Однако исследовательские группы обнаружили, что эти чернила, содержащие наночастицы, могут самоагрегироваться на бумаге из-за неравномерного высыхания, что приводит к неравномерному покрытию и нелинейным реакциям. [46] Многообещающим физическим методом является струйная печать, которая позволяет точно и воспроизводимо наносить проводящие материалы на бумагу. [38] [46] [49] [50] В этом отношении контролируемый рост наночастиц может помочь улучшить проводимость и характеристики восприятия.По мере того, как кластеры семян растут и соединяются между собой внутри бумажных волокон, свойства и структуру конечного материала можно контролировать с помощью процесса и химических условий. [51] Типичные условия процесса роста заключаются в растворении ионов металлов в восстановительной химической среде. Как только наночастицы вырастут, их можно будет функционализировать с помощью биомолекул распознавания, чтобы повысить специфичность и чувствительность микрофлюидных устройств. [52]

Струйная печать совместима с широким спектром материалов и является многообещающей технологией, позволяющей не только создавать проводящие дорожки, но и включать современные электронные компоненты, такие как транзисторы . в устройства на бумажной основе [53]

Напыление металла

[ редактировать ]

Напыление металлов и оксидов металлов является одним из наиболее распространенных методов микропроизводства в чистых помещениях. Этот подход был адаптирован для напыления золотого электрода на микрофлюидные устройства на бумажной основе и продемонстрировал отличные характеристики обнаружения ДНК с использованием меток с квантовыми точками. [54] Одним из заметных преимуществ использования чистого золота в качестве материала электрода является возможность использования химического состава самоорганизующихся монослоев , что облегчает функционализацию и предотвращение обрастания поверхности электрода.

Карандашный рисунок

[ редактировать ]

Техника «карандаш на бумаге», возможно, является самым простым и доступным способом создания электродов на бумажной микрофлюидике, поскольку для этого используются недорогие обычные канцелярские товары. Здесь графическая схема создается на микрофлюидном устройстве на основе бумаги путем многократного зарисовывания карандашом. [55] [56] [57] Например, этот метод электрической интеграции был использован в полностью нарисованном от руки бумажном микрофлюидном устройстве для скрининга рака в местах оказания медицинской помощи. [57] Этот метод без растворителей позволяет создавать импровизированные µTAS на основе бумаги. Однако карандаш на бумаге также может привести к неравномерному отложению графита, ограничивая производительность этих нарисованных от руки схем. [56] Кроме того, хотя процесс можно автоматизировать, процедура повторного рисования плохо масштабируется.

Лазерно-индуцированный пиролиз

[ редактировать ]

Лазерно-индуцированный пиролиз целлюлозы представляет собой практический метод преобразования непроводящей бумаги в графеноподобный материал, тем самым предлагая легкодоступные средства нанесения электродов на бумагу. [58] Электроды создаются на месте и сохраняют пористость и впитывающие свойства бумажной основы, в то же время демонстрируя большую электроактивную площадь поверхности для считывания. [59] Поскольку электроды полностью проницаемы для капиллярного потока, с использованием этой технологии можно создавать электрохимические проточные устройства. Тем не менее, при безреагентном методе изготовления мало возможностей для настройки свойств поверхности и химического состава получаемых электродов.

Внешние электроды

[ редактировать ]

Развитие таких технологий, как 3D-печать, позволило создавать электроды с использованием простого и легкодоступного оборудования, что привело к многочисленным случаям, когда эти электроды создавались как отдельные блоки и впоследствии интегрировались с микрофлюидными устройствами на бумажной основе. С этой целью было несколько примеров формирования рисунка термопластических электродов и их использования для электрохимических измерений, например, в анализе с инжекцией потока. [60]

Другой

[ редактировать ]

Другие методы физической интеграции (напыление или центрифугирование , смешивание и вакуумная фильтрация) были разработаны для бумажной электроники. [46] но еще не реализованы в микрофлюидных устройствах на бумажной основе.

Приложения

[ редактировать ]

Основным преимуществом микрофлюидных устройств на бумажной основе перед традиционными микрофлюидными устройствами является их потенциал для использования в полевых условиях, а не в лаборатории. [61] [62] Фильтровальная бумага предпочтительна в полевых условиях, поскольку она способна удалять загрязнения из образца и предотвращать их перемещение вниз по микроканалу. Это означает, что частицы не будут снижать точность анализов на бумажной основе, когда они используются на открытом воздухе. [62] Микрофлюидные устройства на бумажной основе также имеют небольшие размеры (приблизительно от нескольких мм до 2 см в длину и ширину). [62] [63] [64] по сравнению с другими микрофлюидными платформами, такими как микрофлюидные устройства на основе капель, в которых часто используются стеклянные предметные стекла длиной до 75 мм. [65] [66] Благодаря небольшому размеру и относительно прочному материалу микрофлюидные устройства на бумажной основе портативны. [61] [62] Бумажные устройства также относительно недороги. Фильтровальная бумага очень дешева, как и большинство агентов для формирования рисунка, используемых при изготовлении микроканалов, включая ПДМС и воск. Большинство основных методов изготовления бумаги также не требуют дорогостоящего лабораторного оборудования. [61] Эти характеристики бумажной микрофлюидики делают ее идеальной для тестирования на месте , особенно в странах, где отсутствуют передовые медицинские диагностические инструменты. [62] Бумажная микрофлюидика также использовалась для проведения испытаний на экологическую и пищевую безопасность. [67] [68] [69] [70] Основными проблемами в применении этой технологии являются отсутствие исследований в области методов управления потоком, точности и точности, необходимость упрощения процедур оператора на местах и ​​масштабирование производства для удовлетворения объемных требований глобального рынка. [37] Во многом это связано с акцентом в отрасли на использовании существующих каналов производства на основе кремния для более эффективной и экономичной коммерциализации технологий LOC. [71]

Для диагностики

[ редактировать ]

Первоначальная цель бумажной микрофлюидики (μPAD) заключалась в создании недорогих и удобных в использовании устройств для мест оказания медицинской помощи (POC), которыми можно было бы управлять без помощи медицинского персонала или любого другого квалифицированного специалиста в условиях ограниченных ресурсов. сельские районы. [72] Для достижения этой цели µPAD должен соответствовать критериям «Доступный, чувствительный, специфичный, удобный для пользователя, быстрый и надежный, не требующий оборудования, доставлять», установленным Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), которые являются требованиями к диагностическому тестированию на настройки с ограниченными ресурсами. [72] [73] [74] Однако в официальном «Руководстве по выбору диагностических тестов» POC указано, что эти критерии являются общими и могут быть изменены в зависимости от применения теста. [73] Основная проблема бумажной микрофлюидной диагностики заключается в том, что исследования в этой области направлены на предоставление новых концепций и идей, а не на улучшение восприятия пользователями, и в результате большинство устройств μPAD до сих пор не могут быть интерпретированы непрофессиональными пользователями. [75] Однако POC — не единственное применение бумажной микрофлюидики для диагностики. Недавно статья была использована при производстве более сложных микрофлюидных аналитических устройств, называемых устройствами «лаборатория на чипе» (LOC), которые также используются в диагностике. Использование бумаги для изготовления LOC-устройств вместо полидиметилсилоксана (ПДМС) и стекла может снизить стоимость и размер, одновременно повысив портативность. Это позволяет устройствам LOC стать более доступными в условиях ограниченных ресурсов. [76]

Использование бумажной микрофлюидики при определении группы крови

[ редактировать ]

В последнее время бумажная микрофлюидика использовалась при изготовлении многочисленных иммунологических тестов. Хан и др. в 2010 году исследовали устройство для определения группы крови, основанное на принципе, что эритроцитов агглютинация , вызванная специфическим взаимодействием антигена , резко уменьшает впитывание и транспортировку крови на бумагу или хроматографические носители. [77] Концепция была продемонстрирована на прототипе микрофлюидного устройства на бумажной основе, изготовленном из фильтровальной бумаги, имеющей форму центральной зоны с тремя расширяющимися каналами. Каждый канал обрабатывается разными растворами антител (эпиклон Anti-A, Anti-B и Anti-D). [77] Поскольку микроПАДы были специально созданы для использования в условиях нехватки ресурсов, очень важно обеспечить возможность анализа реальных образцов, таких как необработанная человеческая кровь и моча . [78] Это устройство предназначено для анализа образцов цельной крови , что является важным шагом на пути к повышению популярности бумажной микрофлюидной диагностики. Анализ основан на впитывании крови или смеси антител на бумагу. Смешивание проб крови с антителами иммуноглобулина М , специфичными для каждой группы крови , вызывает агглютинацию эритроцитов ( эритроцитов) путем полимерных мостиков при адсорбции на соответствующих антигенах эритроцитов, и происходит хроматографическое разделение пробы на определенном канале прибора. При этом на руках, смоченных неспецифическими антителами, разделения не происходит, а образец крови превращается в однородный и стабильный раствор . По очевидной разнице в транспорте раствора и внешнем виде каналов можно определить эффект разделения при определении группы крови. [79] [61] [77]

Нойфунг и др. в 2014 году исследовали подход к микрофлюидному типированию крови на основе бумаги с использованием антител, вызывающих агглютинацию эритроцитов, и группа разработала новое аналитическое устройство на бумажной основе (PAD) для определения группы крови , которое можно использовать для синхронного выполнения резус-фактора и прямая и обратная группа крови АВО на одном и том же устройстве. [80] Прямая группировка — это процедура определения группы крови, при которой эритроциты пациента смешиваются с реагентами анти-А и анти-В. С другой стороны, обратное типирование — это процедура определения группы крови, при которой сыворотка пациента смешивается с реагентом A-клетками и реагентом B-клетками. Результаты должны быть противоположными прямому вводу. [81] Разработанное устройство имеет две стороны: переднюю (F) сторону, выполненную из хроматографической бумаги с тремя каналами, заполненными по 1,5 мл растворами антител Анти-А, Анти-В и Анти-D каждый, и обратную (П) сторону, выполненную кровью. разделительная мембрана и соединена с каналами антител А-типа и В-типа. PAD изготавливается с использованием комбинации технологий погружения в воск для соединения хроматографической бумаги Whatman и мембраны для разделения крови. Устройство включало в себя три напечатанных воском канала для прямой группировки, два из которых также применялись для обратной группировки. Хотя правая сторона была способна анализировать образцы цельной крови, группа Нойфунга обнаружила, что образцы цельной крови слишком вязкие , чтобы их можно было наносить непосредственно на бумажную сторону устройства. В ходе эксперимента было установлено, что оптимальное соотношение разведения крови и воды составляет 1:2. Типирование крови выполнялось путем измерения соотношения эритроцитов (RBC) и плазмы расстояний транспорта . Точность предложенных PAD при определении группы крови составила 92%, 85%, 89%, 93% и 96% для групп крови A, B, AB, O и Rh+ соответственно. [80] [79] [77]

Обнаружение глюкозы

[ редактировать ]

Микрофлюидные устройства на бумажной основе были разработаны для мониторинга широкого спектра медицинских заболеваний. Глюкоза играет важную роль при диабете и раке. [82] и его можно обнаружить с помощью каталитического цикла, включающего глюкозооксидазу , перекись водорода и пероксидазу хрена , который инициирует реакцию между глюкозой и цветовым индикатором, часто йодидом калия , на микрофлюидном устройстве на бумажной основе. [82] Это пример колориметрического обнаружения . Первое микрофлюидное устройство на бумажной основе, разработанное группой Джорджа Уайтсайдса в Гарварде, было способно одновременно обнаруживать белок и глюкозу с помощью реакций изменения цвета ( реакция йодида калия для глюкозы и реакция тетрабромфенолового синего для белка BSA ). [62] Нижнюю часть бумажного устройства вставляют в раствор образца, приготовленный в лаборатории, и наблюдают за изменением цвета. [62] Совсем недавно было разработано микрофлюидное устройство на бумажной основе, использующее колориметрическое обнаружение, для количественного определения глюкозы в плазме крови. Плазма крови отделяется от образцов цельной крови на устройстве с восковой печатью, где эритроциты агглютинируются антителами , и плазма крови может течь во второй отсек для реакции изменения цвета. [63] Электрохимическое обнаружение [83] также использовался в этих устройствах. Он обеспечивает большую чувствительность при количественном определении, тогда как колориметрическое обнаружение в основном используется для качественных оценок. [61] [82] Электроды с трафаретной печатью [84] и электроды, напечатанные непосредственно на фильтровальной бумаге. [85] были использованы. Один из примеров микрофлюидного устройства на бумажной основе, использующего электрохимическое обнаружение, имеет форму гантели для выделения плазмы из цельной крови. [85] Ток перекиси водорода, полученной в вышеупомянутом каталитическом цикле, измеряется и преобразуется в концентрацию глюкозы. [85]

3D-устройства для обнаружения глюкозы

[ редактировать ]

Группа Уайтсайдса также разработала 3D-бумажное микрофлюидное устройство для обнаружения глюкозы, которое может создавать калибровочные кривые на кристалле благодаря улучшенной конструкции потока жидкости. [86] Это 3D-устройство состоит из слоев бумаги с микрофлюидными каналами, соединенных слоями двусторонней клейкой ленты с отверстиями. Отверстия в ленте обеспечивают поток между каналами в чередующихся слоях бумаги, поэтому это устройство допускает более сложные пути потока и позволяет обнаруживать несколько образцов в большом количестве (до ~ 1000) зон обнаружения в последнем слое бумаги. . [86] трехмерные микрофлюидные устройства на основе бумаги, собранные с помощью оригами . Совсем недавно были разработаны [87] В отличие от конструкции Уайтсайдса, в этих устройствах используется один слой бумаги с рисунком, который затем складывается в несколько слоев перед введением раствора образца в устройство. [87] Впоследствии устройство можно разложить и каждый слой устройства можно проанализировать на предмет одновременного обнаружения нескольких аналитов. [87] Это устройство проще и дешевле изготовить, чем вышеупомянутое устройство с использованием нескольких слоев бумаги. [86] [87] Смешивание каналов в разных слоях не было проблемой ни в одном из устройств, поэтому оба устройства успешно провели количественное определение глюкозы и BSA в нескольких образцах одновременно. [86] [87]

Тесты на экологическую и пищевую безопасность

[ редактировать ]

Микрофлюидные устройства на бумажной основе имеют несколько применений за пределами медицины. Например, биосенсоры на бумажной основе широко используются в мониторинге окружающей среды . [67] [68] [69] [70] Недавно были разработаны два устройства для обнаружения сальмонеллы. [68] и кишечная палочка . [67] Последнее устройство было специально использовано для обнаружения кишечной палочки в семи пробах полевой воды из Тусона , штат Аризона . [67] , конъюгированные с антителами, Частицы полистирола загружали в середину микрофлюидного канала после входа образца. Иммуноагглютинация возникает при образцов, содержащих Salmonella или E. coli соответственно. контакте с этими частицами [67] [68] Степень иммуноагглютинации можно коррелировать с повышенным рассеянием света по Ми, которое было обнаружено с помощью специализированного приложения для смартфона при обычном освещении. [67] [68] Микрофлюидика на основе бумаги также использовалась для обнаружения пестицидов в пищевых продуктах, таких как яблочный сок и молоко. [69] В недавнем проекте использовалась пьезоэлектрическая струйная печать для отпечатка на бумаге фермента ацетилхолинэстеразы (АХЭ) и субстрата индофенилацетата (ИПА), а это микрофлюидное устройство на основе бумаги использовалось для обнаружения фосфорорганических пестицидов ( ингибиторов АХЭ ) посредством уменьшения сине-фиолетового цвета. цвет. [69] Это устройство отличается тем, что вместо отсеков с заранее сохраненными реагентами используется биоактивная бумага. Было продемонстрировано, что оно обладает хорошей долговременной стабильностью, что делает его идеальным для использования в полевых условиях. [69] В более поздней микрофлюидной конструкции на основе бумаги использовался датчик, состоящий из флуоресцентно меченной одноцепочечной ДНК (оцДНК) в сочетании с оксидом графена , на его поверхности для одновременного обнаружения тяжелых металлов и антибиотиков в пищевых продуктах. [70] Тяжелые металлы повышали интенсивность флуоресценции, тогда как антибиотики снижали интенсивность флуоресценции. [70] В последнее время устройства на бумажной основе стали очень привлекательными для изготовления недорогих, одноразовых и удобных аналитических устройств для определения реакционноспособного фосфата в воде. Эти устройства используют протокол молибденового синего для обнаружения фосфатов. [88]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Лю М и др. (март 2019 г.). «Приспособление пористой среды для контролируемого капиллярного потока» (PDF) . Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 539 : 379–387. arXiv : 2106.03526 . Бибкод : 2019JCIS..539..379L . дои : 10.1016/j.jcis.2018.12.068 . ПМИД   30594833 . S2CID   58553777 .
  2. ^ Бертье, Жан; Бракке, Кеннет А.; Бертье, Эрвин (2016). Открытая микрофлюидика . John Wiley & Sons, Inc., стр. 229–256. дои : 10.1002/9781118720936.ch7 . ISBN  9781118720936 .
  3. ^ Элементы капиллярного потока iMechanica
  4. ^ Лю, М.; и др. (2018). «Настройка капиллярного проникновения в пористых средах: сочетание геометрических эффектов и эффектов испарения» (PDF) . Международный журнал тепломассообмена . 123 : 239–250. doi : 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.02.101 . S2CID   51914846 .
  5. ^ Диксит, Чандра К.; Кошик, Аджит (13 октября 2016 г.). Микрофлюидика для биологов: основы и приложения . Спрингер. ISBN  9783319400365 .
  6. ^ Уошберн, Эдвард В. (1 марта 1921 г.). «Динамика капиллярного течения» . Физический обзор . 17 (3): 273–283. Бибкод : 1921PhRv...17..273W . дои : 10.1103/PhysRev.17.273 .
  7. ^ Цай, Цзяньчао; Ю, Боминг (01 сентября 2011 г.). «Обсуждение влияния извилистости на капиллярную пропитку в пористых средах». Транспорт в пористых средах . 89 (2): 251–263. дои : 10.1007/s11242-011-9767-0 . ISSN   0169-3913 . S2CID   122423399 .
  8. ^ Бертье, Жан; Бракке, Кеннет А. (2012). Физика микрокапель — Интернет-библиотека Бертье-Уайли . дои : 10.1002/9781118401323 . ISBN  9781118401323 .
  9. ^ Бежан, Адриан (2013). «Фронтматтер». Конвекционная теплопередача . John Wiley & Sons, Inc., стр. i–xxxiii. дои : 10.1002/9781118671627.fmatter . ISBN  9781118671627 .
  10. ^ Дарси, Генри (1856). Общественные фонтаны в городе Дижон. Изложение и применение принципов и формул, которые следует использовать в вопросах водораспределения: работа завершена приложением, касающимся водоснабжения нескольких городов, фильтрации воды и производства чугунных и свинцовых труб, листового металла и битума. (на французском языке). Дальмонт.
  11. ^ Диффузия в природных пористых средах - перенос загрязнений, | Питер Гратвол | Спрингер . Темы механики экологических жидкостей. Спрингер. 1998. ISBN  9780792381020 .
  12. ^ Лу Дж., Хо А., Тернер А., Мак В.К. (2019). «Интегрированные печатные микрофлюидные биосенсоры» . Тенденции в биотехнологии . 37 (10): 1104–1120. дои : 10.1016/j.tibtech.2019.03.009 . hdl : 1826/15985 . ПМИД   30992149 . S2CID   119536401 .
  13. ^ «Бумажные микрофлюидные устройства: Обзор 2017 — Elveflow» . Эльффлоу . Проверено 06 февраля 2018 г.
  14. ^ Галиндо-Росалес, Франсиско Хосе (26 мая 2017 г.). Сложные потоки жидкости в микрофлюидике . Спрингер. ISBN  9783319595931 .
  15. ^ Ямада, Кентаро; Сибата, Хироюки; Сузуки, Кодзи; Читтерио, Дэниел (29 марта 2017 г.). «На пути к практическому применению бумажной микрофлюидики для медицинской диагностики: современное состояние и проблемы». Лаборатория на чипе . 17 (7): 1206–1249. дои : 10.1039/C6LC01577H . ISSN   1473-0189 . ПМИД   28251200 . S2CID   5042653 .
  16. ^ Каррильо, Эмануэль; Мартинес, Андрес В.; Уайтсайдс, Джордж М. (15 августа 2009 г.). «Понимание восковой печати: простой процесс микрорисунка для микрофлюидики на бумаге». Аналитическая химия . 81 (16): 7091–7095. дои : 10.1021/ac901071p . ISSN   0003-2700 . ПМИД   20337388 . S2CID   17429027 .
  17. ^ Ямада, Кентаро; Энарес, Теренс Г.; Сузуки, Кодзи; Читтерио, Дэниел (27 апреля 2015 г.). «Микрожидкостные аналитические устройства для струйной печати на бумаге». Angewandte Chemie, международное издание . 54 (18): 5294–5310. дои : 10.1002/anie.201411508 . ISSN   1521-3773 . ПМИД   25864471 .
  18. ^ Асано, Хитоши; Сираиси, Юкихидэ (9 июля 2015 г.). «Разработка бумажного микрофлюидного аналитического устройства для анализа железа с использованием фотомаски, напечатанной на 3D-принтере, для изготовления гидрофильных и гидрофобных зон на бумаге методом фотолитографии». Аналитика Химика Акта . 883 : 55–60. дои : 10.1016/j.aca.2015.04.014 . ISSN   0003-2670 . ПМИД   26088776 .
  19. ^ Пак, К., Хан, Ю.Д., Ким, Х.В., Ли, Дж., Юн, ХК, и Пак, С. (2018). Двусторонняя 3D-печать на бумаге на пути к массовому производству трехмерных микрофлюидных аналитических устройств на бумажной основе (3D-μPAD). Лаборатория на чипе, 18 (11), 1533–1538 гг. дои: 10.1039/C8LC00367J
  20. ^ Радж Н., Бридвелд В., Хесс Д. (2019) Изготовление полностью закрытых бумажных микрофлюидных устройств с использованием плазменного осаждения и травления Лабораторный чип 19: 3337-3343
  21. ^ Ли X, Тиан Дж, Нгуен Т, Шен В (2008)Микрофлюидные устройства на основе бумаги с плазменной обработкой Anal Chem 80: 9131-9134
  22. ^ Радж Н., Бридвелд В., Хесс Д.В. (2020) Управление потоком в полностью закрытых микрофлюидных аналитических устройствах на бумажной основе с использованием плазменных процессов Sens Actuators B Chem 320:128606
  23. ^ Ван, Хэ; Лю, Цзянцзян; Кукс, Р. Грэм; Оуян, Чжэн (2010). «Бумажный аэрозольный баллончик для прямого анализа сложных смесей методом масс-спектрометрии» . Angewandte Chemie, международное издание . 49 (5): 877–880. дои : 10.1002/anie.200906314 . ISSN   1521-3773 . ПМИД   20049755 .
  24. ^ Эспи, Райан Д.; Мулиади, Ариэль Р.; Оуян, Чжэн; Кукс, Р. Грэм (1 июля 2012 г.). «Механизм распыления при ионизации распылением бумаги». Международный журнал масс-спектрометрии . Почетный выпуск к 65-летию Евгения Николаева. 325–327: 167–171. Бибкод : 2012IJMSp.325..167E . дои : 10.1016/j.ijms.2012.06.017 . ISSN   1387-3806 .
  25. ^ Береман, Майкл С.; Уокер, Гленн; Мюррей, Ян (20 июня 2016 г.). «Улучшение аналитических характеристик и универсальности масс-спектрометрии с распылением бумаги с помощью бумажной микрофлюидики». Аналитик . 141 (13): 4065–4073. Бибкод : 2016Ана...141.4065М . дои : 10.1039/C6AN00649C . ISSN   1364-5528 . ПМИД   27138343 . S2CID   11917032 .
  26. ^ Колтро, Венделл К.Т.; Ваз, Бонек Г.; Абдельнур, Патрисия В.; Лобо-Жуниор, Эулисио Оливейра; Карвалью, Тайс Коллетес де; Дуарте, Лукас Коста (08 января 2016 г.). «3D-печать микрофлюидных устройств для масс-спектрометрии с прямой ионизацией распылением с использованием бумаги». Аналитические методы . 8 (3): 496–503. дои : 10.1039/C5AY03074A . ISSN   1759-9679 .
  27. ^ Манике, Николас Э.; Ян, Цянь; Ван, Хэ; Ораду, Шеран; Оуян, Чжэн; Кукс, Р. Грэм (1 марта 2011 г.). «Оценка ионизации распылением бумаги для количественного определения фармацевтических препаратов в пятнах крови». Международный журнал масс-спектрометрии . Почетный выпуск Джона Фенна. 300 (2): 123–129. Бибкод : 2011IJMSp.300..123M . дои : 10.1016/j.ijms.2010.06.037 . ISSN   1387-3806 .
  28. ^ Эспи, Райан Д.; Теуниссен, Себастьян Франс; Манике, Николас Э.; Рен, Юэ; Оуян, Чжэн; ван Астен, Ариан; Кукс, Р. Грэм (5 августа 2014 г.). «Масс-спектрометрия с бумажным спреем и экстракционным спреем для прямого и одновременного количественного определения восьми злоупотребляемых наркотиками в цельной крови». Аналитическая химия . 86 (15): 7712–7718. дои : 10.1021/ac5016408 . ISSN   0003-2700 . ПМИД   24970379 .
  29. ^ Чжан, Юн; Джу, Юэ; Хуан, Чэнси; Высоцкий, Вики Х. (4 февраля 2014 г.). «Ионизация нековалентных белковых комплексов бумажным распылением». Аналитическая химия . 86 (3): 1342–1346. дои : 10.1021/ac403383d . ISSN   0003-2700 . ПМИД   24428429 .
  30. ^ Широма, Леандро Ёсио; Сантьяго, Мурило; Гобби, Анджело Л.; Кубота, Лауро Т. (6 мая 2012 г.). «Разделение и электрохимическое обнаружение парацетамола и 4-аминофенола в микрофлюидном устройстве на бумажной основе». Аналитика Химика Акта . 725 : 44–50. дои : 10.1016/j.aca.2012.03.011 . ISSN   0003-2670 . ПМИД   22502610 .
  31. ^ Уайтсайдс, Джордж М.; Акбулут, Озге; Лю, Синьюй; Дайс, Фредерик; Не, Чжихун (27 октября 2010 г.). «Интеграция микрофлюидных устройств на бумажной основе с коммерческими электрохимическими считывателями» . Лаборатория на чипе . 10 (22): 3163–3169. дои : 10.1039/C0LC00237B . ISSN   1473-0189 . ПМК   3060706 . ПМИД   20927458 .
  32. ^ Хуан, Цзядун; Ли, Няньцян; Ян, Мэй; Ю, Цзинхуа; Ге, Шэньгуан; Ван, Шаовэй; Ге, Лей (01 мая 2014 г.). «Электрофоретическое разделение в микрофлюидном аналитическом устройстве на бумажной основе с встроенным в колонку беспроводным электрогенерируемым хемилюминесцентным детектором». Химические коммуникации . 50 (43): 5699–5702. дои : 10.1039/C3CC49770D . ISSN   1364-548X . ПМИД   24904944 . S2CID   205847877 .
  33. ^ Чакраборти, Суман; Дей, Ранабир; Мандал, Пратити (18 сентября 2012 г.). «Электрокинетика с приборами типа «бумага и карандаш». Лаборатория на чипе . 12 (20): 4026–4028. дои : 10.1039/C2LC40681K . ISSN   1473-0189 . ПМИД   22898742 .
  34. ^ Ло, Лонг; Ли, Сян; Крукс, Ричард М. (16 декабря 2014 г.). «Низковольтное электрофоретическое устройство на основе бумаги-оригами для быстрого разделения белков». Аналитическая химия . 86 (24): 12390–12397. дои : 10.1021/ac503976c . ISSN   0003-2700 . ПМИД   25456275 . S2CID   24124615 .
  35. ^ Лайваттанапайсал, Ванида; Генри, Чарльз С.; Чайлапакул, Оравон; Дунгчай, Виджитар; Сонгджароен, Темсири (14 августа 2012 г.). «Разделение крови на микрофлюидных аналитических устройствах на бумажной основе». Лаборатория на чипе . 12 (18): 3392–3398. дои : 10.1039/C2LC21299D . ISSN   1473-0189 . ПМИД   22782449 . S2CID   7217083 .
  36. ^ Лю, Минчао; Суо, Си; Ву, Цзянь; Ган, Исян; Ах Ханаор, Дориан; Чен, CQ (2019). «Подстройка пористых сред для контролируемого капиллярного течения» . Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 539 : 379–387. arXiv : 2106.03526 . Бибкод : 2019JCIS..539..379L . дои : 10.1016/j.jcis.2018.12.068 . ПМИД   30594833 . S2CID   58553777 .
  37. ^ Перейти обратно: а б Фу, Элейн; Даунс, Кори (2017). «Прогресс в разработке и интеграции инструментов управления потоком жидкости в бумажной микрофлюидике». Лаборатория на чипе . 17 (4): 614–628. дои : 10.1039/c6lc01451h . ПМИД   28119982 .
  38. ^ Перейти обратно: а б с д Хамеди, Махьяр М.; Айнла, Алар; Гюдер, Фират; Христодулеас, Дионисий К.; Фернандес-Абедул, М. Тереза; Уайтсайдс, Джордж М. (июль 2016 г.). «Интеграция электроники и микрофлюидики на бумаге» . Продвинутые материалы . 28 (25): 5054–5063. дои : 10.1002/adma.201505823 . ПМИД   27135652 . S2CID   14850423 .
  39. ^ Перейти обратно: а б с Дунгчай, Виджитар; Чайлапакул, Оравон; Генри, Чарльз С. (15 июля 2009 г.). «Электрохимическое обнаружение для микрофлюидики на основе бумаги». Аналитическая химия . 81 (14): 5821–5826. дои : 10.1021/ac9007573 . ISSN   0003-2700 . ПМИД   19485415 .
  40. ^ Безинг, Леонар; Ши, Чи-Джен; Ричардс, Дэниел; деМелло, Эндрю Дж. (май 2024 г.). «Электрохимическая микрофлюидика на основе бумаги: использование капиллярного потока для расширенной диагностики» . Маленький : 202401148. doi : 10.1002/smll.202401148 . ПМИД   38801400 .
  41. ^ Пал, Аникет; Куэльяр, Хьюго Э.; Куанг, Рэнди; Каурин, Элоиза Ф.Н.; Госвами, Дебкальпа; Мартинес, Рамзес В. (октябрь 2017 г.). «Электрохимические устройства на бумажной основе с автономным питанием для чувствительных испытаний на местах». Передовые технологии материалов . 2 (10): 1700130. doi : 10.1002/admt.201700130 . S2CID   115411537 .
  42. ^ Чжан, Сяовэй; Ли, Цзин; Чен, Чаогуй; Лу, Баохуа; Чжан, Линлин; Ван, Эркан (2013). «Автономная микрофлюидная электрохемилюминесцентная биосенсорная платформа оригами» . Химические коммуникации . 49 (37): 3866–3868. дои : 10.1039/c3cc40905h . ISSN   1359-7345 . ПМИД   23545564 .
  43. ^ Адкинс, Жаклин А.; Бёле, Кэтрин; Друг, Колин; Чемберлен, Бриана; Биша, Бледар; Генри, Чарльз С. (21 марта 2017 г.). «Колориметрическое и электрохимическое обнаружение бактерий с использованием аналитических устройств на основе печатной бумаги и прозрачной пленки». Аналитическая химия . 89 (6): 3613–3621. дои : 10.1021/acs.analchem.6b05009 . ISSN   0003-2700 . ПМИД   28225595 .
  44. ^ Не, Чжихун; Нейхаус, Кристиан А.; Гонг, Цзиньлун; Чен, Синь; Кумачев Александр; Мартинес, Андрес В.; Наровлянский, Макс; Уайтсайдс, Джордж М. (2010). «Электрохимическое зондирование в микрофлюидных устройствах на бумажной основе» . Лабораторный чип . 10 (4): 477–483. дои : 10.1039/B917150A . ISSN   1473-0197 . ПМК   3065124 . ПМИД   20126688 .
  45. ^ Баррос Азередо, Наталия Флоренсия; Феррейра Сантос, Мауро С.; Семпионатто, Джулиана Р.; Ван, Джозеф; Ангнес, Лусио (11 января 2022 г.). «Технологии трафаретной печати в сочетании с методами анализа потоков: переход от настольного компьютера к повсеместному использованию» . Аналитическая химия . 94 (1): 250–268. дои : 10.1021/acs.analchem.1c02637 . ISSN   1520-6882 . ПМИД   34851628 . S2CID   244822054 .
  46. ^ Перейти обратно: а б с д Чжан, Ян; Чжан, Лина; Цуй, Канг; Ге, Шэньгуан; Ченг, Синь; Ян, Мэй; Ю, Цзинхуа; Лю, Хун (декабрь 2018 г.). «Гибкая электроника на основе микро/наноструктурированной бумаги». Продвинутые материалы . 30 (51): 1801588. doi : 10.1002/adma.201801588 . ПМИД   30066444 . S2CID   51887991 .
  47. ^ Ко, Хёджин; Ли, Джуми; Ким, Ёнджун; Ли, Пённо; Юнг, Чан-Хи; Чой, Джэ-Хак; Квон, О-Сон; Шин, Квану (апрель 2014 г.). «Активные цифровые микрофлюидные бумажные чипы с узорчатыми электродами, напечатанными на струйной печати». Продвинутые материалы . 26 (15): 2335–2340. дои : 10.1002/adma.201305014 . ПМИД   24729060 . S2CID   3532607 .
  48. ^ Су, Вэньцзин; Кук, Бенджамин С.; Фанг, Юньнань; Тенцерис, Манос М. (декабрь 2016 г.). «Полностью напечатанная на струйной печати микрофлюидика: решение для недорогого и быстрого изготовления трехмерной микрофлюидики с многочисленными электрическими и сенсорными приложениями» . Научные отчеты . 6 (1): 35111. Бибкод : 2016NatSR...635111S . дои : 10.1038/srep35111 . ISSN   2045-2322 . ПМК   5054388 . ПМИД   27713545 .
  49. ^ Грелль, Макс; Динсер, Банка; Ле, Тао; Лаури, Альберто; Нуньес Бахо, Эстефания; Касиматис, Майкл; Барандун, Джандрин; Майер, Стефан А.; Касс, Энтони Э.Г.; Гюдер, Фират (январь 2019 г.). «Автокаталитическая металлизация тканей с использованием кремниевых чернил для биосенсоров, батарей и сбора энергии» . Передовые функциональные материалы . 29 (1): 1804798. doi : 10.1002/adfm.201804798 . ПМК   7384005 . ПМИД   32733177 .
  50. ^ Хоппманн, Эрик П.; Ю, Вэй В.; Уайт, Ян М. (октябрь 2013 г.). «Высокочувствительные и гибкие датчики SERS, напечатанные на бумаге струйной печатью». Методы . 63 (3): 219–224. дои : 10.1016/j.ymeth.2013.07.010 . ПМИД   23872057 .
  51. ^ Ге, Лей; Ван, Шумэй; Ю, Цзинхуа; Ли, Няньцян; Ге, Шэньгуан; Ян, Мэй (25 июня 2013 г.). «Молекулярно-импринтированный пористый бумажный электрод с привитым полимером для микрофлюидного электроаналитического устройства оригами». Передовые функциональные материалы . 23 (24): 3115–3123. дои : 10.1002/adfm.201202785 . S2CID   95268590 . Ли, Вэйпин; Ли, Лонг; Ге, Шэньгуан; Сун, Сяньранг; Ге, Лей; Ян, Мэй; Ю, Цзинхуа (2013). «3D-оригами множественное электрохемилюминесцентное иммуноустройство на основе пористого серебряно-бумажного электрода и мультимеченых нанопористых золотоуглеродных сфер» . Химические коммуникации . 49 (70): 7687–7689. дои : 10.1039/c3cc42662a . ISSN   1359-7345 . ПМИД   23722913 . Ли, Вэйпин; Ли, Лонг; Ли, Мэн; Ю, Цзинхуа; Ге, Шэньгуан; Ян, Мэй; Песня, Сяньран (2013). «Разработка мультиплексного электрохимического иммуноустройства 3D-оригами с использованием нанопористого серебряно-бумажного электрода и функционализированного ионами металла нанопористого золота-хитозана» . Химические коммуникации . 49 (83): 9540–2. дои : 10.1039/c3cc44955f . ISSN   1359-7345 . ПМИД   23929038 .
  52. ^ Лян, Линлин; Лан, Фейфей; Инь, Сюэмэй; Ге, Шэньгуан; Ю, Цзинхуа; Ян, Мэй (сентябрь 2017 г.). «Усиленная металлом флуоресцентно-визуальная бимодальная платформа для мультиплексного сверхчувствительного обнаружения микроРНК с помощью многоразовых бумажных аналитических устройств». Биосенсоры и биоэлектроника . 95 : 181–188. дои : 10.1016/j.bios.2017.04.027 . ПМИД   28458183 .
  53. ^ Уильямс, Николас X.; Буллард, Джордж; Брук, Натаниэль; Териен, Майкл Дж.; Франклин, Аарон Д. (26 апреля 2021 г.). «Углеродная электроника, пригодная для печати и переработки, с использованием диэлектриков из кристаллической наноцеллюлозы» . Природная электроника . 4 (4): 261–268. дои : 10.1038/s41928-021-00574-0 . ISSN   2520-1131 . ПМЦ   8974641 . ПМИД   35372789 .
  54. ^ Коккинос, Христос Т.; Гиокас, Димосфенис Л.; Эконому, Анастасиос С.; Петру, Панайота С.; Какабакос, Сотириос Э. (16 января 2018 г.). «Микрофлюидное устройство на бумажной основе со встроенными напыленными электродами для вольтамперометрического определения ДНК посредством маркировки квантовыми точками» . Аналитическая химия . 90 (2): 1092–1097. дои : 10.1021/acs.analchem.7b04274 . ISSN   1520-6882 . ПМИД   29251914 .
  55. ^ Мандал, Пратити; Дей, Ранабир; Чакраборти, Суман (2012). «Электрокинетика с приборами типа «бумага и карандаш» . Лаборатория на чипе . 12 (20): 4026–8. дои : 10.1039/c2lc40681k . ISSN   1473-0197 . ПМИД   22898742 .
  56. ^ Перейти обратно: а б Курра, Нарендра; Кулкарни, Гиридхар У. (2013). «Карандаш на бумаге: электронные устройства» . Лаборатория на чипе . 13 (15): 2866–2873. дои : 10.1039/c3lc50406a . ISSN   1473-0197 . ПМИД   23753048 .
  57. ^ Перейти обратно: а б Ян, Хунмэй; Конг, Цинкунь; Ван, Шаовэй; Сюй, Цзиньмэн; Бянь, Чжаоцюань; Чжэн, Сяосяо; Ма, Чао; Ге, Шэньгуан; Ю, Цзинхуа (ноябрь 2014 г.). «Нарисованное и написанное ручкой на бумаге электрохемилюминесцентное иммуноустройство с питанием от перезаряжаемой батареи для недорогого тестирования на месте оказания медицинской помощи». Биосенсоры и биоэлектроника . 61 : 21–27. дои : 10.1016/j.bios.2014.04.051 . ПМИД   24841090 .
  58. ^ Чьян, Йеу; Йе, Жуцюань; Ли, Илунь; Сингх, Сватантра Пратап; Арнуш, Кристофер Дж.; Тур, Джеймс М. (27 марта 2018 г.). «Графен, индуцированный лазером путем многократной генерации: на пути к электронике на ткани, бумаге и продуктах питания». АСУ Нано . 12 (3): 2176–2183. дои : 10.1021/acsnano.7b08539 . ISSN   1936-086X . ПМИД   29436816 .
  59. ^ Безинг, Леонар; Лесински, Джейк М.; Суэа-Нгам, Аккапол; Ричардс, Дэниел А.; деМелло, Эндрю Дж.; Ши, Чи-Джен (12 июня 2023 г.). «Лазерно-пиролизованная электрофлюидика на основе бумаги: электрохимическая платформа для капиллярных диагностических биоанализов» . Продвинутые материалы . 35 (30): 2302893. doi : 10.1002/adma.202302893 . hdl : 20.500.11850/617940 . ПМИД   37261647 . S2CID   259001030 . Проверено 15 июня 2023 г.
  60. ^ Новиана, Эка; Кландер, Кевин Дж.; Ченнон, Роберт Б.; Генри, Чарльз С. (05 февраля 2019 г.). «Массивы термопластических электродов в электрохимических аналитических устройствах на основе бумаги» . Аналитическая химия . 91 (3): 2431–2438. дои : 10.1021/acs.analchem.8b05218 . ISSN   1520-6882 . ПМИД   30623637 . S2CID   58639996 .
  61. ^ Перейти обратно: а б с д и Ли, Сюй; Баллерини, Дэвид Р.; Шен, Вэй (2 марта 2012 г.). «Взгляд на бумажную микрофлюидику: текущее состояние и будущие тенденции» . Биомикрофлюидика . 6 (1): 011301–011301–13. дои : 10.1063/1.3687398 . ISSN   1932-1058 . ПМЦ   3365319 . ПМИД   22662067 .
  62. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Мартинес, Андрес В.; Филлипс, Скотт Т.; Бьютт, Маниш Дж.; Уайтсайдс, Джордж М. (2007). «Узорчатая бумага как платформа для недорогих портативных биоанализов в небольших объемах» . Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 46 (8): 1318–1320. дои : 10.1002/anie.200603817 . ISSN   1433-7851 . ПМЦ   3804133 . ПМИД   17211899 .
  63. ^ Перейти обратно: а б Ян, Сяоси; Форузан, Омид; Браун, Теодор П.; Шевкопляс, Сергей С. (21 января 2012 г.). «Комплексное отделение плазмы крови от цельной крови для микрофлюидных аналитических устройств на бумажной основе». Лаборатория на чипе . 12 (2): 274–280. дои : 10.1039/c1lc20803a . ISSN   1473-0189 . ПМИД   22094609 .
  64. ^ Ю, Цзинхуа; Ге, Лей; Хуан, Цзядун; Ван, Шумэй; Гэ, Шэньгуан (07 апреля 2011 г.). «Микрофлюидный хемилюминесцентный биосенсор на бумажной основе для одновременного определения глюкозы и мочевой кислоты». Лаборатория на чипе . 11 (7): 1286–1291. дои : 10.1039/c0lc00524j . ISSN   1473-0189 . ПМИД   21243159 .
  65. ^ Клауселл-Тормос, Дженифер; Либер, Диана; Баре, Жан-Кристоф; Эль-Харрак, Абдеслам; Миллер, Оливер Дж.; Френц, Лукас; Блаувольф, Джошуа; Хамфри, Кэтрин Дж.; Кестер, Сара (май 2008 г.). «Микрофлюидные платформы на основе капель для инкапсуляции и скрининга клеток млекопитающих и многоклеточных организмов» . Химия и биология . 15 (5): 427–437. doi : 10.1016/j.chembiol.2008.04.004 . ISSN   1074-5521 . ПМИД   18482695 .
  66. ^ Баре, Жан-Кристоф; Миллер, Оливер Дж.; Тали, Валери; Рикелинк, Майкл; Эль-Харрак, Абдеслам; Френц, Лукас; Рик, Кристиан; Сэмюэлс, Майкл Л.; Хатчисон, Дж. Брайан (7 июля 2009 г.). «Сортировка капель, активируемая флуоресценцией (FADS): эффективная микрофлюидная сортировка клеток на основе ферментативной активности». Лаборатория на чипе . 9 (13): 1850–1858. дои : 10.1039/b902504a . ISSN   1473-0197 . ПМИД   19532959 . S2CID   26768467 .
  67. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Парк, Ту Сан; Юн, Чон Ёль (01 марта 2015 г.). «Обнаружение Escherichia coli с помощью смартфона в полевых пробах воды с помощью бумажной микрофлюидики» . Журнал датчиков IEEE . 15 (3): 1902–1907. Бибкод : 2015ISenJ..15.1902P . дои : 10.1109/JSEN.2014.2367039 . S2CID   34581378 .
  68. ^ Перейти обратно: а б с д и Парк, Ту Сан; Ли, Вэньюэ; Маккракен, Кэтрин Э.; Юн, Чон Ёль (21 декабря 2013 г.). «Смартфон определяет количество сальмонеллы по бумажной микрофлюидике». Лаборатория на чипе . 13 (24): 4832–4840. дои : 10.1039/c3lc50976a . ISSN   1473-0189 . ПМИД   24162816 .
  69. ^ Перейти обратно: а б с д и Хоссейн, С.М. Закир; Лакхэм, Роджер Э.; Макфадден, Меган Дж.; Бреннан, Джон Д. (2009). «Безреагентные биоактивные бумажные датчики с двунаправленным боковым потоком для обнаружения пестицидов в образцах напитков и пищевых продуктов». Аналитическая химия . 81 (21): 9055–9064. дои : 10.1021/ac901714h . ПМИД   19788278 . S2CID   45507355 .
  70. ^ Перейти обратно: а б с д Чжан, Яли; Цзо, Пэн; Йе, Банг-Се (15 июня 2015 г.). «Недорогое и простое микрофлюидное устройство на бумажной основе для одновременного мультиплексного определения различных типов химических загрязнений в пищевых продуктах». Биосенсоры и биоэлектроника . 68 : 14–19. дои : 10.1016/j.bios.2014.12.042 . ISSN   1873-4235 . ПМИД   25558869 .
  71. ^ Мохаммед, Мажер Икбал; Хасуэлл, Стивен; Гибсон, Ян (2015). «Лаборатория на чипе или чип в лаборатории: проблемы коммерциализации, потерянные при переводе» . Технология Процедия . 20 : 54–59. дои : 10.1016/j.protcy.2015.07.010 .
  72. ^ Перейти обратно: а б Мартинес, Андрес В.; Филлипс, Скотт Т.; Уайтсайдс, Джордж М.; Каррильо, Эмануэль (1 января 2010 г.). «Диагностика для развивающихся стран: микрофлюидные аналитические устройства на бумажной основе» . Аналитическая химия . 82 (1): 3–10. дои : 10.1021/ac9013989 . ISSN   0003-2700 . ПМИД   20000334 .
  73. ^ Перейти обратно: а б Косак, Кара С; Пейдж, Анн-Лора; Клатцер, Пол Р. (01 сентября 2017 г.). «Руководство по выбору диагностических тестов» (PDF) . Бюллетень Всемирной организации здравоохранения . 95 (9): 639–645. дои : 10.2471/BLT.16.187468 . ISSN   0042-9686 . ПМЦ   5578377 . ПМИД   28867844 .
  74. ^ Смит, Сюзанна; Корвинк, Ян Г.; Магер, Дарио; Лэнд, Кевин (2018). «Потенциал бумажной диагностики в соответствии с ГАРАНТИРОВАННЫМИ критериями» . РСК Прогресс . 8 (59): 34012–34034. Бибкод : 2018RSCAd...834012S . дои : 10.1039/C8RA06132G . ISSN   2046-2069 . ПМК   9086909 . ПМИД   35548839 .
  75. ^ Нилгаз, Азаде; Гуань, Лиюнь; Тан, Вейруи; Шен, Вэй (23 декабря 2016 г.). «Достижения бумажной микрофлюидики для диагностики — первоначальная мотивация и текущий статус» . Датчики СКУД . 1 (12): 1382–1393. doi : 10.1021/acsensors.6b00578 . ISSN   2379-3694 .
  76. ^ Баллерини, Дэвид Р.; Ли, Сюй; Шен, Вэй (ноябрь 2012 г.). «Узорчатая бумага и альтернативные материалы как подложки для недорогой микрофлюидной диагностики» . Микрофлюидика и нанофлюидика . 13 (5): 769–787. дои : 10.1007/s10404-012-0999-2 . ISSN   1613-4982 . S2CID   94301188 .
  77. ^ Перейти обратно: а б с д Хан, Мохидус Самад; Ты, Джордж; Шен, Вэй; Уайт, Гордон; Гарнье, Жиль (15 мая 2010 г.). «Бумажный диагностический прибор для мгновенного определения группы крови» . Аналитическая химия . 82 (10): 4158–4164. дои : 10.1021/ac100341n . ISSN   0003-2700 . ПМИД   20415489 .
  78. ^ Ли, Сюй; Баллерини, Дэвид Р.; Шен, Вэй (март 2012 г.). «Взгляд на бумажную микрофлюидику: текущее состояние и будущие тенденции» . Биомикрофлюидика . 6 (1): 11301–1130113. дои : 10.1063/1.3687398 . ISSN   1932-1058 . ПМЦ   3365319 . ПМИД   22662067 .
  79. ^ Перейти обратно: а б Ли, Хуа; Стекл, Эндрю Дж. (2 января 2019 г.). «Бумажная микрофлюидика для анализа и диагностики крови на месте» . Аналитическая химия . 91 (1): 352–371. дои : 10.1021/acs.analchem.8b03636 . ISSN   0003-2700 . ПМИД   30257554 . S2CID   52842066 .
  80. ^ Перейти обратно: а б Нойпхунг, Джулалук; Талалак, Кванрутай; Хонгваритторрн, Ирин; Пупиньо, Нарича; Тирабовонкитфитан, Паннавич; Лайваттанапайсал, Ванида (май 2015 г.). «Новый бумажный анализ для одновременного определения резус-типа, а также прямых и обратных групп крови АВО» . Биосенсоры и биоэлектроника . 67 : 485–489. дои : 10.1016/j.bios.2014.09.011 . ПМИД   25223549 .
  81. ^ Муджахид, Аднан; Дикерт, Франц (31 декабря 2015 г.). «Типирование групп крови: от классических стратегий к применению синтетических антител, полученных методом молекулярного импринтинга» . Датчики . 16 (1): 51. Бибкод : 2015Senso..16...51M . дои : 10.3390/s16010051 . ISSN   1424-8220 . ПМЦ   4732084 . ПМИД   26729127 .
  82. ^ Перейти обратно: а б с Лю, Шуопэн; Су, Вэньцюн; Дин, Сяньтин (08 декабря 2016 г.). «Обзор микрофлюидных аналитических устройств на бумажной основе для обнаружения глюкозы» . Датчики . 16 (12): 2086. Бибкод : 2016Senso..16.2086L . дои : 10.3390/s16122086 . ПМК   5191067 . ПМИД   27941634 .
  83. ^ Дунгчай, Виджитар; Чайлапакул, Оравон; Генри, Чарльз С. (2009). «Электрохимическое обнаружение для микрофлюидики на основе бумаги» . Аналитическая химия . 81 (14): 5821–5826. дои : 10.1021/ac9007573 . ПМИД   19485415 . S2CID   11155709 .
  84. ^ Нойпхунг, Джулалук; Сонгджароен, Темсири; Дунгчай, Виджитар; Генри, Чарльз С.; Чайлапакул, Оравон; Лайваттанапайсал, Ванида (25 июля 2013 г.). «Электрохимическое обнаружение глюкозы в цельной крови с использованием микрофлюидных устройств на бумажной основе». Аналитика Химика Акта . 788 : 39–45. дои : 10.1016/j.aca.2013.06.021 . ISSN   1873-4324 . ПМИД   23845479 .
  85. ^ Перейти обратно: а б с Ли, Цзэдун; Ли, Фэй; Ху, Цзе; Ви, Вэй Хун; Хан, Ю Лонг; Пинггуан-Мерфи, Белинда; Лу, Тянь Цзянь; Сюй, Фэн (21 августа 2015 г.). «Прямые пишущие электроды с использованием шариковой ручки для тестирования на бумажных носителях в местах оказания медицинской помощи». Аналитик . 140 (16): 5526–5535. Бибкод : 2015Ана...140.5526Л . дои : 10.1039/c5an00620a . ISSN   1364-5528 . ПМИД   26079757 . S2CID   1846431 .
  86. ^ Перейти обратно: а б с д Мартинес, Андрес В.; Филлипс, Скотт Т.; Уайтсайдс, Джордж М. (16 декабря 2008 г.). «Трехмерные микрофлюидные устройства, изготовленные из многослойной бумаги и ленты» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (50): 19606–19611. дои : 10.1073/pnas.0810903105 . ISSN   1091-6490 . ПМК   2604941 . ПМИД   19064929 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  87. ^ Перейти обратно: а б с д и Лю, Хун; Крукс, Ричард М. (2011). «Трехмерные бумажные микрофлюидные устройства, собранные с использованием принципов оригами». Журнал Американского химического общества . 133 (44): 17564–17566. дои : 10.1021/ja2071779 . ПМИД   22004329 . S2CID   17481208 .
  88. ^ Хейдари-Бафруи, Ходжат; Рибейру, Бренно; Чарбаджи, амер; Анагностопулос, Константин; Фагри, Мохаммед (2021). «Портативный инфракрасный световой короб для улучшения пределов обнаружения фосфатных устройств на бумажной основе» . Измерение . 173 : 108607. doi : 10.1016/j.measurement.2020.108607 . ISSN   0263-2241 . S2CID   225140011 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Paper-based_microfluidics&oldid=1235481709"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: dcc94e10ba32e5ebab17fee1d8ec7206__1721385540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/dc/06/dcc94e10ba32e5ebab17fee1d8ec7206.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Paper-based microfluidics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)