Automated device for multi-stage paper-based assays enabled by an electroosmotic pumping valve
Notice bibliographique
Résumé
We leverage electroosmotic-flow generation in porous media in combination with a hydrophobic air gap to create a controllable valve capable of operating in either finite dosing or continuous flow mode, enabling the implementation of multi-step assays on paper-based devices. The hydrophobic air gap between two paper pads creates a barrier keeping the valve nominally closed. Electroosmotic actuation, implemented using a pair of electrodes under the upstream pad, generates sufficient pressure to overcome the barrier and connect the two pads. We present a model describing the flow and governing parameters, including the electric potentials required to open and close the valve and the threshold potential for switching between the modes of operation. We construct the air gap using a hierarchical superhydrophobic surface and study the stability of the closed valve under strenuous conditions and find good agreement between our model and experimental results, as well as stable working conditions for practical applications. We present a straightforward design for a compact and automated device based on paper pads placed on top of printed circuit boards (PCB), equipped with heating and actuation electrodes and additional power and logic capabilities. Finally, we demonstrate the use of the device for amplification of SARS-CoV-2 sequences directly from raw saliva samples, using a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) protocol requiring sample lysis followed by enzymatic deactivation and delivery to multiple amplification sites. Since PCB costs scale favorably with mass-production, we believe that this approach could lead to a low-cost diagnostic device that offers the sensitivity of amplification methods.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».