在芯片上的病原体丰富和检测使用双旋增强的声流体龙卷风

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 微流体学 微流体学
• 声学流体学 声学流体学

背景情况:

• 病原体检测对全球健康至关重要,但由于样本中的低度而受到阻碍.
• 现有的声流体平台在有效丰富各种病原体大小方面存在局限性.
• 连续流动运行和广泛捕获仍然是当前技术面临的挑战.

研究的目的:

• 开发一种新的声流体实验室芯片平台,用于广泛的病原体丰富.
• 为了提高病原体捕获效率和检测灵敏度,使用独特的动力学.
• 克服现有系统在处理不同大小和度的病原体方面的局限性.

主要方法:

• 整合了一个经过几何优化的双三角千兆赫兹 (GHz) 大量声波共振器.
• 创建一个稳定的,三维的双声流体结构.
• 使用无固体流体捕获策略与自适应动力学.

主要成果:

• 对2μm颗粒的捕获效率达到>99%,对100nm颗粒的光增强>12倍.
• 在<5分钟内,细菌的检测极限为1×10^3CFU/mL,冠状病毒的检测极限为2×10^4PFU/mL.
• 展示了从10^3到10^8 CFU/mL的病原体度的容纳,没有通道阻塞.

结论:

• 双旋增强声流体龙卷风 (D-VEAT) 提供快速,高效和广泛的病原体丰富.
• 这项技术可以从超低体积样本中检测出敏感的病原体.
• 在各种环境中,D-VEAT为低成本,可重复使用的诊断提供了一个有希望的解决方案.