A paper-based microfluidic platform with shape-memory-polymer-actuated fluid valves for automated multi-step immunoassays
Notice bibliographique
Résumé
Smart fluid manipulation with automatically controlled paper valves will enable automated and multi-step immunoassays on paper-based microfluidic devices. In this work, we present an integrated paper-based microfluidic platform with shape-memory polymer (SMP)-actuated fluid valves capable of automated colorimetric enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs). A single-layer microfluidic paper-based analytical device (μPAD) was designed to store all the reagents on the chip, and sequentially transfer reagents to a paper test zone following a specific ELISA protocol through automatic fluidic flow control by the multiple SMP-actuated valves. The actuation of a paper valve was based on the thermally responsive, duel-state shape transformation of a SMP sheet attached to the root of a paper cantilever beam for driving a hydrophilic paper bridge to connect and disconnect two paper channels. A portable colorimetric reader was developed to control the on-chip valve operations, quantify the colorimetric signal output, display the assay result, and wirelessly transmit the data to a smart phone for the application of telemedicine. Reliable operations of the paper valve and the entire μPAD were demonstrated with success rates of 97% and 93%, respectively. A detection mechanism for valve malfunction was designed and confirmed effective to identify any mal-operation of individual valves, thus rendering our platform reliable in real assays. For device calibration, we conducted direct ELISAs of rabbit IgG in phosphate-buffered saline (PBS), and achieved a low limit of detection (LOD) of 27 pM (comparable to that of standard and paper-based ELISAs). In order to demonstrate the clinical application of our multi-step immunoassay platform, we also conducted sandwich ELISAs to quantify the protein level of an inflammatory cytokine, namely tumor necrosis factor (TNF)-α, in surgically injured laryngeal tissues of rats. The protein levels of TNF-α were shown similar between the conventional and μPAD ELISAs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».