Tecnologia Tricorder: aperta

Mar 17, 2023

Nota dell'editore: sei in gita in una remota località analogica sulla Terra o su un altro mondo. Il tuo tricorder deve fare tutto il possibile, date le limitazioni di dimensioni, potenza e capacità di elaborazione, in ambienti remoti ed estremi. Come puoi prendere spunto dal piano di gioco del Mars Viking Lander Team e comprimere un laboratorio di biologia in un unico dispositivo, in questo caso il tuo tricorder? Quali domande vorresti porre/a quali risposte vorresti porre con i dati che raccogli? Quali biofirme cercheresti? Hai bisogno di una risposta sul campo o puoi aspettare di tornare al campo base? Il tuo tricorder ha bisogno di un Alliving incorporato all'interno del quale vengono elaborati dati e apprendimento? Tieni tutto questo a mente mentre leggi questa versione.

Questo studio è condotto dal Prof. Xueji Zhang (Università di Shenzhen) e dal Prof. Tailin Xu. (Università di Shenzhen). Gli array di goccioline a canale aperto hanno attirato molta attenzione nell'analisi biochimica, nel monitoraggio dei biofluidi, nel riconoscimento dei biomarcatori e nelle interazioni cellulari con i vantaggi di miniaturizzazione, parallelizzazione, elevata produttività, semplicità e accessibilità. Tale strategia non solo migliora la sensibilità e l’accuratezza del biosensore, ma abbandona le apparecchiature sofisticate e i processi noiosi, il che mostra un grande potenziale nelle piattaforme di rilevamento miniaturizzate di prossima generazione.

La piattaforma a canale aperto mostra le eccellenti prestazioni di ancoraggio delle goccioline tramite pozzetto fisico o chimico per la successiva manipolazione e analisi delle goccioline, che offre vantaggi unici per migliorare l'efficienza e l'accuratezza del biorilevamento delle tracce. Innanzitutto, il volume di reazione nella gocciolina è piccolo quanto microlitri o nanolitri. In secondo luogo, le singole goccioline possono eseguire analisi parallele ad alto rendimento per più target. In terzo luogo, le microgocce possono accelerare le reazioni biochimiche. Infine, i reattori miniaturizzati con sistema aperto offrono un facile accesso alla purificazione, miscelazione e amplificazione e consentono la combinazione versatile con vari approcci di emissione del segnale.

Gestione droplet per rilevazione colorimetrica. a) Array di microtitoli da 96 pozzetti per il rilevamento dei saccaridi. Riprodotto con il permesso del Rif. [70]. b) marmi liquidi per il monitoraggio di processi enzimatici colorimetrici. Riprodotto con il permesso del Rif. [71]. Copyright 2021 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. c) Autodivisione precisa delle goccioline per il rilevamento multiplo simultaneo. Riprodotto con il permesso del Rif. [72]. Copyright 2020 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. d) Manipolazione di goccioline a canale aperto per test biologici multiplex. Riprodotto con il permesso del Rif. [73]. Copyright 2018 Società chimica americana. e) Bande superbagnabili e flessibili per il campionamento e il monitoraggio del sudore. Riprodotto con il permesso del Rif. [74]. Copyright 2019 Società chimica americana. Copyright 2021 Società chimica americana. f) Bende a microcamera per l'analisi rapida delle urine multiplex. Riprodotto con il permesso del Rif. Copyright 2020 Elsevier.

Tali piattaforme a canale aperto possono essere suddivise in quattro casi in base alla relazione di posizione tra la gocciolina a canale aperto e l'interfaccia della piattaforma: i) Gocciolina sotto la superficie, come la microcamera; ii) Goccioline in superficie, come un modello bagnabile; iii) Gocce sulla superficie: come una piattaforma a mini-pilastro; e iv) Goccioline in superficie, come le biglie liquide. Ogni piattaforma ha la sua strategia unica per imprigionare e formare goccioline a canale aperto, accompagnando gli scenari applicativi specificati e le inevitabili restrizioni interne.

L'array di goccioline a canale aperto è ampiamente utilizzato nel biosensing con i vantaggi del ridotto consumo di campioni e reagenti, offrendo la possibilità di analisi in situ e aumentando la sensibilità causata da una diffusione più rapida su microscala. Questa revisione si concentra su tali applicazioni di rilevamento di tali goccioline a canale aperto combinandole con approcci di uscita del segnale (fluorescenza, elettrochimico, SERS, colorimetrico, MS e metodi multipli).