提高了多步向上转换侧流免疫试验的灵敏度和自动化,使用3D打印的执行机制
Kirsti Raiko1, Oskari Nääjärvi2, Miikka Ekman2
1Biotechnology Unit, Department of Life Technologies, Faculty of Technology, University of Turku, Kiinamyllynkatu 10, 20520, Turku, Finland. kisrai@utu.fi.
Analytical and bioanalytical chemistry
|January 27, 2024
概括
这项研究引入了一种低成本的自动化系统,用于在护理点检测心脏素I (cTnI),在侧流测定 (LFA) 中使用上转化纳米粒子 (UCNPs). 自动化系统显著提高了测定灵敏度,降低了人体血中cTnI的检测极限.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术纳米技术
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 护理点 (POC) 诊断对于快速,经济高效的医疗检测至关重要.
- 侧流分析 (LFA) 是广泛使用的POC平台,但对于某些应用,如心脏诊断,通常缺乏足够的灵敏度.
- 提高LFA灵敏度通常需要复杂的手动步骤,这对于POC设置来说是不理想的.
研究的目的:
- 开发和评估一个新的,低成本的自动化系统,用于多步横流测定 (LFA),以提高诊断灵敏度.
- 为了研究用聚烯酸 (PAA) 涂覆的上转化纳米粒子 (UCNPs) 的性能,用于增强侧流免疫试验 (LFA) 应用.
- 通过集成的机械执行器来减少POC测试中的手工劳动,以定时预化和洗步骤.
主要方法:
- 上转化纳米颗粒 (UCNPs) 用聚烯酸 (PAA) 功能化,并与抗心脏素I (cTnI) 抗体结合.
- 一个带有厨房定时器机制的3D打印外被开发为用于自动化预化和洗步骤的低成本执行器.
- 在自动化LFA中对PAA-anti-cTnI-UCNP的性能进行了比较,将其与商业卡尔基表面和手动测量棒方法进行了比较.
主要成果:
- 与具有商业表面的UCNP相比,PAA涂层的UCNP在酸纤维素膜上表现出更好的流动性.
- 自动机械执行器系统显著提高了测试灵敏度,将cTnI的检测极限从人体血中的7.6 ng/L降低到1.5 ng/L.
- 自动化的多步式LFA实现了比劳动密集型手动测量棒方法更高的灵敏度,即使手动方法包括和加热.
结论:
- 开发的低成本执行器系统有效地自动化了LFA中的预化和洗步骤,最大限度地减少了人工劳动.
- 基于PAA-anti-cTnI-UCNP的LFA与自动执行器显示显著提高cTnI检测的灵敏度.
- 这种可适应的执行器技术有望通过实现优化预化和洗协议来提高各种分析物的POC诊断灵敏度.
