Микро-аппликаторы для стоматологических тампонов

Светодиоды и эмиссионные фильтры были выбраны с учётом длин волн возбуждения и испускания интеркалирующего флуоресцентного красителя. Для оценки эффективности нашего метода обнаружения в рамках текущего научного рабочего процесса был разработан протокол с использованием моделируемых образцов мазков из носа и носоглотки, как показано на рис. В связи с нестабильностью РНК использование необработанной слюны требует быстрой транспортировки в лабораторию для выделения вирусных материалов и анализа полимеразной цепной реакции. Уникальность исследования заключалась в использовании нового набора, содержащего консервант и вирицидную жидкость, что обеспечивало безопасное хранение и транспортировку образцов. Исследование подтвердило возможность создания простого и защищённого устройства для сбора слюны для обнаружения SARS-CoV-2 в условиях центра тестирования на COVID-19.

На рисунках 4A–C представлены схематическая диаграмма, изображение и механические чертежи диагностического микрофлюидного картриджа, используемого для быстрого обнаружения SARS-CoV-2 в ВТМ. Зоны амплификации и диагностики включают шесть секторных амплификационных камер.

После полной загрузки амплификационных камер они были запечатаны биосовместимым клеем, и картридж был вставлен в ридер для получения окончательного результата. Встроенный нагреватель был установлен на 65 °C, а для визуализации использовался смартфон. Реагенты RT-LAMP и образец VTM с вирусом загружались шприцами через соответствующие порты Luer-lock. На рисунке 4E показана схема портативного прибора POC, где детали показаны в разобранном виде, а также показаны элементы ридера. Пока картридж фотографируется смартфоном, изотермический нагрев и освещение работают от аккумулятора.

Для оценки каждого образца использовался один микрофлюидный картридж. Аналогично, каждый анализ включал оценку шести подвыборок (шести секторных амплификационных камер). Флуоресцентные изображения анализировались с помощью программы Image J, а интенсивность флуоресценции каждого образца строилась в виде графика зависимости от времени (рис. 5А). Были проведены t-тесты, чтобы показать, что глубина флуоресценции положительных образцов статистически значима по сравнению с неблагоприятными образцами (рис. 5Б).

Картридж имел трёхмерные змеевидные микрофлюидные каналы для смешивания вирусов в образце VTM с реагентами для амплификации. После смешивания конечная смесь для реакции поступает в резервуары для амплификации. Резервуары были специально спроектированы для равномерного заполнения всех камер, как показано в фильме S1.

Исследователи пришли к выводу, что, несмотря на более низкую предполагаемую частоту обнаружения по сравнению с мазками, тестирование слюны может быть особенно полезным для отдаленных, ослабленных или неблагополучных групп населения. Группа провела исследование, чтобы определить частоту обнаружения SARS-CoV-2 с помощью нового самостоятельного набора для анализа слюны по сравнению со стандартным мазком.

Наконец, мы демонстрируем обнаружение вирусов SARS-CoV-2 в научных образцах, используя образцы VTM от пациентов и наш портативный считыватель. В этих испытаниях образцы загружались вручную, без использования насосов. Портативный портативный считыватель включал нагревательные элементы и оптику, необходимые для проведения и регистрации реакции.

Были построены рабочие характеристики приёмника для сопоставления положительных и неблагоприятных образцов для каждого временного интервала (рис. 5C). AUC для 40 и 30 минут составила 1,00 в каждом случае, что свидетельствует о том, что наша система может точно различать положительные и отрицательные образцы через 30 минут. На рисунке 5D представлены изображения амплификации, полученные для всех образцов, исследованных в конечной точке обнаружения.