വാർത്ത

സാംക്രമിക രോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള പരമ്പരാഗത ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് തന്ത്രങ്ങൾക്ക് പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ ടെസ്റ്റിംഗിന് (POCT) അനുയോജ്യമല്ലാത്ത ബെഞ്ച്ടോപ്പ് ഉപകരണങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.ഉയർന്നുവരുന്ന മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സ് വളരെ ചെറുതും സ്വയമേവയുള്ളതും സംയോജിതവുമായ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്, ഇത് വേഗമേറിയതും ചെലവുകുറഞ്ഞതും കൃത്യവുമായ ഓൺ-സൈറ്റ് ഡയഗ്‌നോസ്റ്റിക്‌സിനുള്ള പരമ്പരാഗത രീതികൾക്ക് ബദലായി മാറും.മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് രീതികൾ രോഗകാരി കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും ഫലപ്രദമായ മാർഗ്ഗമായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഈ അവലോകനം ഒരു അക്കാദമിക്, വ്യാവസായിക വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് പകർച്ചവ്യാധികളുടെ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിലെ സമീപകാല മുന്നേറ്റങ്ങളെ സംഗ്രഹിക്കുന്നു.ആദ്യം, സാമ്പിൾ പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റ്, ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, സിഗ്നൽ റീഡിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ ഒരു സാധാരണ ഓൺ-ചിപ്പ് പ്രോസസ്സിംഗ് ഞങ്ങൾ വിവരിക്കുന്നു.നാല് തരം മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ സവിശേഷതകളും ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു.അടുത്തതായി, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ സമ്പൂർണ്ണ അളവെടുപ്പിനായി ഡിജിറ്റൽ വിശകലനങ്ങളുടെ ഉപയോഗം ഞങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യും.വിപണിയുടെ നിലവിലെ അവസ്ഥയുടെ തെളിവായി ക്ലാസിക്കൽ, സമീപകാല വാണിജ്യ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ഉപകരണങ്ങൾ സംഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്നു.അവസാനമായി, പകർച്ചവ്യാധികളുടെ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് രോഗനിർണയത്തിനുള്ള ഭാവി ദിശകൾ ഞങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.
ലോകമെമ്പാടും വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്ന ബാക്ടീരിയ, വൈറസുകൾ, പരാന്നഭോജികൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള രോഗാണുക്കൾ മൂലമാണ് പകർച്ചവ്യാധികൾ ഉണ്ടാകുന്നത്.മറ്റ് രോഗങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, രോഗാണുക്കൾ പെട്ടെന്ന് അണുബാധയുണ്ടാകുകയും മനുഷ്യർക്കും ആതിഥേയ മൃഗങ്ങൾക്കുമിടയിൽ കുത്തിവയ്പ്പ്, വായു, ജല മാധ്യമങ്ങൾ എന്നിവയിലൂടെ വ്യാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു [1].പൊതുജനാരോഗ്യ നടപടിയെന്ന നിലയിൽ പകർച്ചവ്യാധി പ്രതിരോധം നിർണായകമാണ്.സാംക്രമിക രോഗങ്ങളെ ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള മൂന്ന് പ്രധാന തന്ത്രങ്ങൾ: (1) അണുബാധയുടെ ഉറവിടം നിയന്ത്രിക്കുക;(2) ട്രാൻസ്മിഷൻ പാതയുടെ തടസ്സം;(3) രോഗസാധ്യതയുള്ള ജനവിഭാഗങ്ങളുടെ സംരക്ഷണം.പ്രധാന തന്ത്രങ്ങളിൽ, അണുബാധയുടെ ഉറവിടത്തിന്റെ നിയന്ത്രണം അതിന്റെ സൗകര്യവും കുറഞ്ഞ ചെലവും കാരണം ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട തന്ത്രമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.ദ്രുതഗതിയിലുള്ള രോഗനിർണ്ണയം, ഒറ്റപ്പെടൽ, രോഗബാധിതരായ വ്യക്തികളുടെ ചികിത്സ എന്നിവ നിർണായകമാണ്, വേഗമേറിയതും സെൻസിറ്റീവും കൃത്യവുമായ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് തന്ത്രങ്ങൾ ആവശ്യമാണ് [2].സാംക്രമിക രോഗങ്ങളുടെ നിലവിലെ രോഗനിർണയം സാധാരണയായി അടയാളങ്ങളും ലക്ഷണങ്ങളും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ക്ലിനിക്കൽ പരിശോധനയും സെൽ കൾച്ചർ, മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ് പോലുള്ള ലബോറട്ടറി പഠനങ്ങളും സംയോജിപ്പിക്കുന്നു, ഇതിന് പരിശീലനം ലഭിച്ച ഉദ്യോഗസ്ഥർ, അധ്വാന-തീവ്രമായ നടപടിക്രമങ്ങൾ, ചെലവേറിയ പരിശോധന ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ ആവശ്യമാണ് [3, 4].പകർച്ചവ്യാധികൾ പൊട്ടിപ്പുറപ്പെടുന്നത് തടയുന്നതിന് വേഗത്തിലുള്ളതും ചെലവുകുറഞ്ഞതും കൃത്യവുമായ പ്രാദേശിക രോഗനിർണ്ണയം ആവശ്യമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് പകർച്ചവ്യാധികൾ സാധാരണവും കഠിനവുമായ വിഭവ പരിമിതമായ പ്രദേശങ്ങളിൽ [5], അതുപോലെ തന്നെ മരുഭൂമിയിലോ യുദ്ധക്കളത്തിലോ ഉള്ള ചികിത്സ, അടിയന്തിര സാഹചര്യങ്ങൾ പ്രവചനാതീതമാണ്..വൈദ്യസഹായം പരിമിതമാണ് [6].ഈ സന്ദർഭത്തിൽ, സൂക്ഷ്മ ഇലക്ട്രോ മെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റം ടെക്നോളജികൾ, നാനോ ടെക്നോളജി അല്ലെങ്കിൽ മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് എന്നിവ സംയോജിപ്പിച്ച് കൃത്യമായ ദ്രാവക കൃത്രിമത്വം [7,8,9,10], പോയിന്റ് ഓഫ് കെയർ ഡിറ്റക്ഷന് (POCT) പുതിയ സാധ്യതകൾ നൽകുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സ്.) ആശുപത്രികൾക്കും ലബോറട്ടറികൾക്കും പുറത്തുള്ള പകർച്ചവ്യാധികൾ.പരമ്പരാഗത സമയമെടുക്കുന്ന ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സാങ്കേതികവിദ്യ രോഗം പൊട്ടിപ്പുറപ്പെടുന്ന സമയത്ത് മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിന് സാമ്പിളും ചിലവ് ലാഭവും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.കൊറോണ വൈറസ് രോഗം 2019 (COVID-19) ന്റെ ആഗോള വ്യാപനത്തിന് കാരണം കടുത്ത അക്യൂട്ട് റെസ്പിറേറ്ററി സിൻഡ്രോം കൊറോണ വൈറസ് 2 (SARS-CoV-2) ആണ്, അതിനാൽ പാൻഡെമിക്കിന്റെ സമയബന്ധിതമായ പ്രതിരോധത്തിനും നിയന്ത്രണത്തിനും മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സിന്റെ പ്രാധാന്യം വീണ്ടും ഊന്നിപ്പറയുന്നു [11, 12 , 13].പരമ്പരാഗത ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് POCT സാംപ്ലിംഗ് പോയിന്റിന് സമീപം പരിശോധിക്കുന്നതിന് ബെഞ്ച്‌ടോപ്പ് അനലൈസറുകൾ മുതൽ ചെറിയ സൈഡ്‌സ്ട്രീം ടെസ്റ്റ് സ്ട്രിപ്പുകൾ വരെയുള്ള ചെറിയ പോർട്ടബിൾ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു [14].ഈ ടെസ്റ്റുകളിൽ ലളിതമായ അല്ലെങ്കിൽ സാമ്പിൾ തയ്യാറാക്കൽ, വേഗത്തിലുള്ള സിഗ്നൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, സെൻസിറ്റീവ് സിഗ്നൽ റീഡിംഗുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി ഹ്രസ്വകാലവും മിനിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ കൃത്യമായ ഫലങ്ങളും ലഭിക്കും.മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് അധിഷ്ഠിത ആരോഗ്യ സംരക്ഷണ ഉപകരണങ്ങളുടെ ലഭ്യതയും വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനവും, ആശുപത്രിക്ക് പുറത്ത്, രോഗിക്ക് സമീപം, വീട്ടിൽ പോലും ചെലവ് കുറഞ്ഞതും നേരിട്ടുള്ളതുമായ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വിപുലീകരിച്ചു.
സാംക്രമിക രോഗങ്ങൾ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനുള്ള നിലവിലുള്ള തന്ത്രങ്ങളിൽ, മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ് ഏറ്റവും സെൻസിറ്റീവ് ആയ ഒന്നാണ് [15, 16].കൂടാതെ, തന്മാത്രാ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ് പലപ്പോഴും COVID-19 തുടർച്ചയായി കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള സ്വർണ്ണ നിലവാരമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് രോഗപ്രതിരോധ പ്രതികരണം ആരംഭിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് RNA അല്ലെങ്കിൽ DNA യുടെ വൈറസ്-നിർദ്ദിഷ്ട പ്രദേശങ്ങൾ നേരിട്ട് കണ്ടെത്തുന്നതിന് അനുവദിക്കുന്നു [17, 18].നിലവിലെ അവലോകനത്തിൽ, പകർച്ചവ്യാധികൾക്കുള്ള മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് പ്രക്രിയകളിലെ ഏറ്റവും പുതിയ മുന്നേറ്റങ്ങൾ ഞങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, ഒരു അക്കാദമിക് വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് ഭാവി വ്യാവസായിക വീക്ഷണങ്ങൾ വരെ (ചിത്രം 1).ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള മൂന്ന് പ്രധാന ഘട്ടങ്ങളിലൂടെ ഞങ്ങൾ ആരംഭിക്കും: ഓൺ-ചിപ്പ് സാമ്പിൾ പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റ്, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, സിഗ്നൽ റീഡിംഗ്.തുടർന്ന് ഞങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത തരം മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളെ അവയുടെ ഘടനയും പ്രവർത്തനവുമായി താരതമ്യം ചെയ്തു, അതുല്യമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ (ശക്തിയും ബലഹീനതയും) കാണിക്കുന്നു.ഡിജിറ്റൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തൽ കൂടുതൽ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുകയും സാംക്രമിക രോഗകാരി തന്മാത്രകളുടെ സമ്പൂർണ്ണ അളവെടുപ്പിനുള്ള മൂന്നാം തലമുറ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഉദാഹരണമായി നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു.കൂടാതെ, മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്‌നോസ്റ്റിക്‌സിനായുള്ള മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് POCT മാർക്കറ്റിന്റെ നിലവിലെ അവസ്ഥ വ്യക്തമാക്കുന്നതിന് നിരവധി സാധാരണവും ഏറ്റവും പുതിയതുമായ വാണിജ്യ POCT ഉപകരണങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കും.ഭാവിയിലെ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായുള്ള ഞങ്ങളുടെ കാഴ്ചപ്പാടും ഞങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യുകയും വിശദീകരിക്കുകയും ചെയ്യും.
ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പുകളുടെ മൊഡ്യൂളുകളെ അവയുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ അനുസരിച്ച് മൂന്ന് വിഭാഗങ്ങളായി (സാമ്പിൾ, റെക്കഗ്നിഷൻ, സിഗ്നലിംഗ്) തിരിക്കാം [19].ഈ മൊഡ്യൂളുകളിൽ, സാംപ്ലിംഗ് മൊഡ്യൂൾ പ്രധാനമായും സാമ്പിൾ ലിസിസും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വേർതിരിച്ചെടുക്കലും തിരിച്ചറിയുന്നു.സെൻസർ മൊഡ്യൂൾ പ്രധാനമായും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് സിഗ്നലുകളുടെ പരിവർത്തനവും ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും നിയന്ത്രിക്കുന്നു.സെൻസിംഗ് മൊഡ്യൂൾ പരിവർത്തനം ചെയ്തതും പ്രോസസ്സ് ചെയ്തതുമായ സിഗ്നലിനെ സിഗ്നലിംഗ് മൊഡ്യൂൾ കണ്ടെത്തുന്നു.ഒരു ചിപ്പിൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ കണ്ടെത്തുന്ന പ്രക്രിയയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, "ഇൻപുട്ടും ഔട്ട്പുട്ടും" ഫംഗ്ഷൻ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുന്ന വിവിധ ചിപ്പുകളെ ഞങ്ങൾ സംഗ്രഹിക്കും.
ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ആദ്യ ഘട്ടം ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വേർതിരിച്ചെടുക്കലാണ്, അതായത് യഥാർത്ഥ സാമ്പിളിൽ നിന്ന് ടാർഗെറ്റ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡിനെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുക.ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ മറ്റ് തന്മാത്രാ മലിനീകരണങ്ങളിൽ നിന്ന് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിനും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് തന്മാത്രകളുടെ പ്രാഥമിക ഘടനയുടെ സമഗ്രത ഉറപ്പാക്കുന്നതിനും ഫലങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനുമാണ് നടത്തുന്നത്.ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വേർതിരിച്ചെടുക്കലിന് ആവശ്യമായ സാമ്പിൾ ലിസിസും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ക്യാപ്‌ചറും ആവശ്യമാണ്, ഇതിന്റെ ഗുണനിലവാരവും കാര്യക്ഷമതയും ഗവേഷണത്തിലും ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ഫലങ്ങളിലും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ സമയത്ത് എന്തെങ്കിലും സൂക്ഷ്മമായ പാർശ്വഫലങ്ങൾ കൂടുതൽ കണ്ടെത്തൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയേക്കാം.ഉദാഹരണത്തിന്, പോളിമറേസ് ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ (PCR), ലൂപ്പ് ഐസോതെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ (LAMP) രീതികൾ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ഐസൊലേഷൻ റിയാഗന്റുകളിലെ എത്തനോൾ, ഐസോപ്രോപനോൾ എന്നിവ പോലുള്ള ചില അവശിഷ്ട ഓർഗാനിക് ലായകങ്ങളാൽ തടയപ്പെടുന്നു [20].ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ വേർതിരിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും പ്രചാരമുള്ള രീതിയാണ് ദ്രാവക-ദ്രാവക വേർതിരിച്ചെടുക്കലും ഖര-ഘട്ടം വേർതിരിച്ചെടുക്കലും [21], എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ചിപ്പിലെ ദ്രാവക-ദ്രാവക വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ വളരെ പരിമിതമാണ്, കാരണം ദ്രാവക-ദ്രാവക വേർതിരിച്ചെടുക്കലിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകൾ മിക്ക മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പുകളുടെയും നാശത്തിന് കാരണമാകുന്നു. .ഇവിടെ, ഞങ്ങൾ മൈക്രോഅറേ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സോളിഡ് ഫേസ് എക്സ്ട്രാക്ഷൻ രീതികൾ ഹൈലൈറ്റ് ചെയ്യുകയും അവയുടെ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
സിലിക്കൺ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഒരു സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലാണ്, അതിന്റെ ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റി, സ്ഥിരത, പരിഷ്‌ക്കരണത്തിന്റെ ലാളിത്യം [22].പ്രധാനമായി, സിലിക്കയോ മറ്റ് വസ്തുക്കളോ ഉപയോഗിച്ച് പരിഷ്‌ക്കരിക്കുമ്പോൾ, കുറഞ്ഞ പിഎച്ച്, ഉയർന്ന ഉപ്പ് അവസ്ഥയിൽ, ഉയർന്ന പിഎച്ച്, കുറഞ്ഞ ഉപ്പ് ലായനികൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഇല്ലാതാക്കുമ്പോൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള ഗുണങ്ങൾ ഈ സംയുക്തം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.ഈ പ്രതിഭാസത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ശുദ്ധീകരിക്കാൻ സാധിക്കും.
സിലിക്ക ബീഡുകൾ, പൊടികൾ, മൈക്രോ ഫൈബർ ഫിൽട്ടറുകൾ, സിലിക്ക മെംബ്രണുകൾ [23, 24, 25, 26] എന്നിങ്ങനെ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സിൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ സിലിക്ക അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വിവിധ രൂപങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്.മെറ്റീരിയലിന്റെ ഗുണങ്ങളെ ആശ്രയിച്ച്, സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കൾ മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളിൽ വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ ഉപയോഗിക്കാം.ഉദാഹരണത്തിന്, സിലിക്ക ഗ്രാനുലുകൾ, പൊടികൾ, വാണിജ്യ നാനോഫിൽട്ടറുകൾ എന്നിവ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പുകളുടെ സുഷിരങ്ങളിലോ മൈക്രോചാനലുകളിലോ സ്ഥാപിക്കുകയും സാമ്പിളുകളിൽ നിന്ന് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യും [27, 28, 29].കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ രോഗാണുക്കളിൽ നിന്ന് ഡിഎൻഎ വേഗത്തിൽ ശുദ്ധീകരിക്കാനും ഉപരിതലത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തിയ സിലിക്ക മെംബ്രണുകൾ ഉപയോഗിക്കാം.ഉദാഹരണത്തിന്, വാങ് et al.[30] വെസിക്കിൾ-മെഡിയേറ്റഡ് ചെയിൻ എക്സ്ചേഞ്ചും ചിറ്റോസൻ ഒലിഗോസാക്രറൈഡുകളാൽ പൊതിഞ്ഞ സിലിക്ക മെംബ്രണുകളുമായുള്ള ഡിനാറ്ററിംഗ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ പ്രതികരണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിച്ച്, 102-108 കോളനി രൂപീകരണ യൂണിറ്റുകൾ വിജയകരമായി കണ്ടെത്തുന്ന ഒരു ബഹുമുഖ പോർട്ടബിൾ സിസ്റ്റം അവതരിപ്പിച്ചു.(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., കൂടാതെ വൈറസിന്റെ സാന്നിധ്യം എളുപ്പത്തിൽ ദൃശ്യമായിരുന്നു.പവൽ തുടങ്ങിയവർ.[31] ഹെപ്പറ്റൈറ്റിസ് സി വൈറസ് (HCV), ഹ്യൂമൻ ഇമ്മ്യൂണോ ഡെഫിഷ്യൻസി വൈറസ് (HIV), സിക്ക വൈറസ്, ഹ്യൂമൻ പാപ്പിലോമ വൈറസ് എന്നിവ കണ്ടുപിടിക്കാൻ സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മൈക്രോഅറേകൾ ഉപയോഗിച്ചു, അതിൽ 1.3 μl വളഞ്ഞ മൈക്രോ റിയാക്ടർ ആർഎൻഎ വൈറസുകളെ പിടിച്ചെടുക്കാൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.കൂടാതെ സിറ്റു ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ നടത്തുക.ഈ രീതികൾക്ക് പുറമേ, ഉപരിതല പരിഷ്കരിച്ച സിലിക്ക മൈക്രോകോളങ്ങളും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, കാരണം പരിഷ്‌ക്കരിച്ച മെറ്റീരിയലിന്റെ ജ്യാമിതിയും ഗുണങ്ങളും വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ കാര്യക്ഷമതയെ വളരെയധികം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.ചെൻ തുടങ്ങിയവർ.[32] അമിനോ-കോട്ടഡ് സിലിക്കൺ മൈക്രോകോളമുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള ആർഎൻഎയെ വേർതിരിക്കുന്നതിന് ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്ഫോം നിർദ്ദേശിച്ചു.ഈ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണം ഒരു സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ 0.25 cm2 മൈക്രോപില്ലറുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി സംയോജിപ്പിച്ച് ഉയർന്ന ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും വോളിയം അനുപാത രൂപകൽപ്പനയും വഴി ഉയർന്ന എക്‌സ്‌ട്രാക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കുന്നു.മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണത്തിന് 95% വരെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് എക്സ്ട്രാക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കാൻ കഴിയും എന്നതാണ് ഈ രൂപകൽപ്പനയുടെ പ്രയോജനം.ഈ സിലിക്കൺ അധിഷ്‌ഠിത തന്ത്രങ്ങൾ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ അതിവേഗം വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിന്റെ മൂല്യം പ്രകടമാക്കുന്നു.മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പുകളുമായി സംയോജിച്ച്, സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള എക്സ്ട്രാക്ഷൻ തന്ത്രങ്ങൾക്ക് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തലിന്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ മാത്രമല്ല, വിശകലന ഉപകരണങ്ങളുടെ ലഘുവൽക്കരണവും സംയോജനവും സുഗമമാക്കാനും കഴിയും [20].
കാന്തിക വേർതിരിക്കൽ രീതികൾ ഒരു ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കാന്തിക കണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കാന്തിക കണങ്ങളിൽ Fe3O4 അല്ലെങ്കിൽ γ-Fe2O3 സിലിക്ക, അമിനോ, കാർബോക്‌സിൽ [33,34,35,36] എന്നിവയാൽ പൊതിഞ്ഞ കാന്തികകണങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള SPE രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ വ്യതിരിക്തമായ സവിശേഷത ബാഹ്യ കാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് കൈകാര്യം ചെയ്യാനും നിയന്ത്രിക്കാനുമുള്ള എളുപ്പവുമാണ്.
ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളും സിലിക്കയും തമ്മിലുള്ള ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനം ഉപയോഗിച്ച്, ഉയർന്ന ഉപ്പ്, കുറഞ്ഞ പിഎച്ച് എന്നിവയുടെ അവസ്ഥയിൽ, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ സിലിക്ക പൂശിയ കാന്തിക കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ ഉപ്പും ഉയർന്ന പിഎച്ച് അവസ്ഥയിലും തന്മാത്രകൾ കഴുകാം. വീണ്ടും..കാന്തിക നിയന്ത്രിത ചലനം ഉപയോഗിച്ച് വലിയ അളവിലുള്ള സാമ്പിളുകളിൽ നിന്ന് (400 μL) ഡിഎൻഎ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ സിലിക്ക പൂശിയ കാന്തിക മുത്തുകൾ സാധ്യമാക്കുന്നു [37].ഒരു പ്രകടനമെന്ന നിലയിൽ, റോഡ്രിഗസ്-മാറ്റിയോസ് തുടങ്ങിയവർ.[38] കാന്തിക മുത്തുകൾ വിവിധ അറകളിലേക്ക് മാറ്റുന്നത് നിയന്ത്രിക്കാൻ ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന കാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു.സിലിക്ക പൂശിയ കാന്തിക കണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, LAMP റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഡിറ്റക്ഷനായി (RT-LAMP) മലിനജല സാമ്പിളുകളിൽ നിന്ന് SARS-CoV-2 ജീനോമിക് ആർഎൻഎയുടെ 470 കോപ്പികൾ/mL വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ പ്രതികരണം 1 മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ വായിക്കാനും കഴിയും.നഗ്നനേത്രങ്ങൾ (ചിത്രം 2a).
കാന്തിക, പോറസ് പദാർത്ഥങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ.SARS-CoV-2 RNA ഡിറ്റക്ഷനിനായുള്ള IFAST RT-LAMP മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണത്തിന്റെ ആശയപരമായ ഡയഗ്രം ([38] ൽ നിന്ന് രൂപപ്പെടുത്തിയത്).b ബുക്കൽ സ്വാബ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡിന്റെ dSPE-യ്‌ക്കുള്ള അപകേന്ദ്ര മൈക്രോ ഉപകരണം ([39] എന്നതിൽ നിന്ന് അനുരൂപമാക്കിയത്).c ഒരു FTA® കാർഡ് ഉപയോഗിച്ച് ബിൽറ്റ്-ഇൻ സെൽഫ്-പവർ സാമ്പിൾ കോൺസെൻട്രേറ്റർ ([50] ൽ നിന്ന് രൂപപ്പെടുത്തിയത്).d ഫ്യൂഷൻ 5 ഫിൽട്ടർ പേപ്പർ ചിറ്റോസാൻ ഉപയോഗിച്ച് പരിഷ്‌ക്കരിച്ചു ([51] ൽ നിന്ന് രൂപപ്പെടുത്തിയത്).SARS-CoV-2 കടുത്ത അക്യൂട്ട് റെസ്പിറേറ്ററി സിൻഡ്രോം കൊറോണ വൈറസ് 2, RT-LAMP റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ലൂപ്പ് മധ്യസ്ഥ ഐസോതെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, FTA ഫൈൻഡേഴ്സ് ടെക്നോളജി പാർട്ണർമാർ, NA ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ്
ന്യൂക്ലിക് ആസിഡിന്റെ ഫോസ്ഫേറ്റ് നട്ടെല്ല് ഘടിപ്പിക്കാൻ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള കാന്തിക കണങ്ങൾ അനുയോജ്യമാണ്.ഒരു നിശ്ചിത ഉപ്പ് സാന്ദ്രതയിൽ, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പുകൾ കാന്തിക സംയുക്ത കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യാവുന്നതാണ്.അതിനാൽ, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിനായി പരുക്കൻ പ്രതലവും അമിനോ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുമുള്ള കാന്തിക നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.കാന്തിക വേർപെടുത്തലിനും തടയലിനും ശേഷം, കാന്തിക നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളും ഡിഎൻഎ കോംപ്ലക്സുകളും പിസിആറിൽ നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കാനാകും, ഇത് സങ്കീർണ്ണവും സമയമെടുക്കുന്നതുമായ ശുദ്ധീകരണ, എല്യൂഷൻ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കുന്നു [35].ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള പോളിയെത്തിലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ, സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് ലായനികൾ [36] എന്നിവയിൽ ഉപരിതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ വേർതിരിക്കാൻ നെഗറ്റീവ് കാർബോക്‌സിൽ ഗ്രൂപ്പുകളാൽ പൊതിഞ്ഞ മാഗ്നറ്റിക് നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഈ ഉപരിതല-പരിഷ്കരിച്ച കാന്തിക മുത്തുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ഡിഎൻഎ വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ തുടർന്നുള്ള ആംപ്ലിഫിക്കേഷനുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.ദിഗ്നൻ തുടങ്ങിയവർ.[39] ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റിനായി ഒരു ഓട്ടോമേറ്റഡ്, പോർട്ടബിൾ സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്ഫോം വിവരിച്ചു, ഇത് സാങ്കേതികമല്ലാത്ത ആളുകളെ സൈറ്റിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.കൂടാതെ, പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വിശകലനത്തിന് യോജിച്ച ഒരു രീതിയായ LAMP-യുമായുള്ള ഒറ്റപ്പെട്ട ഡിഎൻഎയുടെ അനുയോജ്യത, കുറഞ്ഞ ഉപകരണ ആവശ്യകതകളും കളർമെട്രിക് പരിശോധനകൾക്ക് അനുയോജ്യതയും കൂടുതൽ പ്രകടമാക്കുന്നു (ചിത്രം 2 ബി).
മാഗ്നറ്റിക് ബീഡ് രീതികൾ ഓട്ടോമേറ്റഡ് എക്സ്ട്രാക്ഷൻ സാധ്യത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, അവയിൽ ചിലത് വാണിജ്യ ഓട്ടോമേറ്റഡ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് എക്സ്ട്രാക്റ്ററുകളിൽ [കിംഗ്ഫിഷർ;ThermoFisher (Waltham, MA, USA), QIAcube® HT;CapitalBio (Beijing, China), Biomek®;ബെക്ക്മാൻ (മിയാമി, യുഎസ്എ).), ഫ്ലോറിഡ, യുഎസ്എ)].മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സുമായി കാന്തിക മുത്തുകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ കാര്യക്ഷമമായ ഓട്ടോമേറ്റഡ് എക്സ്ട്രാക്ഷൻക്കായി ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിന്റെ വികസനത്തിന് സാധ്യതയുണ്ട്;എന്നിരുന്നാലും, മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സുമായുള്ള കാന്തിക മുത്തുകളുടെ സംയോജനം കാന്തിക മുത്തുകളുടെ കൃത്യമായ കൃത്രിമത്വത്തിനായി ഇപ്പോഴും സങ്കീർണ്ണമായ നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങളെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു, ഇത് വാണിജ്യ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ജനപ്രീതി വലുതും ചെലവേറിയതുമാണെന്ന് വിശദീകരിക്കുന്നു, ഇത് POCT-ൽ കാന്തിക മുത്തുകളുടെ കൂടുതൽ പ്രയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
പരിഷ്കരിച്ച നൈട്രോസെല്ലുലോസ് ഫിൽട്ടറുകൾ, ഫൈൻഡേഴ്സ് ടെക്നോളജി അസോസിയേറ്റ്സ് (എഫ്ടിഎ) കാർഡുകൾ, പോളിഥെർസൾഫോണിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫിൽട്ടർ പേപ്പറുകൾ, ഗ്ലൈക്കൻ പൂശിയ വസ്തുക്കൾ എന്നിവയും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തലിനായി ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട് [40, 41, 42, 43, 44].നാരുകളാൽ നീണ്ടുകിടക്കുന്ന ഡിഎൻഎ തന്മാത്രകളെ ശാരീരികമായി കൂട്ടിക്കെട്ടി ഡിഎൻഎയെ വേർപെടുത്താൻ നാരുകളുള്ള പേപ്പർ പോലെയുള്ള പോറസ് നാരുകളുള്ള വസ്തുക്കളാണ് ആദ്യം ഉപയോഗിച്ചത്.ചെറിയ സുഷിരങ്ങൾ ഡിഎൻഎ തന്മാത്രകളുടെ ശക്തമായ ശാരീരിക നിയന്ത്രണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് ഡിഎൻഎ വേർതിരിച്ചെടുക്കലിനെ അനുകൂലമായി ബാധിക്കുന്നു.നാരുകളുള്ള പേപ്പറിന്റെ വ്യത്യസ്ത സുഷിര വലുപ്പങ്ങൾ കാരണം, വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ കാര്യക്ഷമതയ്ക്ക് ഡിഎൻഎ ആംപ്ലിഫിക്കേഷന്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയില്ല [45, 46].ഫോറൻസിക് മെഡിസിൻ മേഖലയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു വാണിജ്യ ഫിൽട്ടർ പേപ്പറാണ് FTA കാർഡ്, കൂടാതെ മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിന്റെ മറ്റ് മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.സെല്ലുലോസ് ഫിൽട്ടർ പേപ്പർ ഉപയോഗിച്ച് വിവിധ രാസവസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് സാമ്പിളിലെ കോശ സ്തരങ്ങളെ ലൈസ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, പുറത്തുവിടുന്ന ഡിഎൻഎ 2 വർഷം വരെ നശിക്കപ്പെടാതെ സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.അടുത്തിടെ, SARS-CoV-2, ലീഷ്മാനിയാസിസ്, മലേറിയ [47,48,49] എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ രോഗകാരികളുടെ തന്മാത്രാ കണ്ടെത്തലിനായി സന്നിവേശിപ്പിച്ച സെല്ലുലോസ് പേപ്പർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.ഒറ്റപ്പെട്ട പ്ലാസ്മയിലെ എച്ച്ഐവി നേരിട്ട് ലൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ വൈറൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കോൺസെൻട്രേറ്ററിൽ നിർമ്മിച്ച FTA® ഫ്ലോ മെംബ്രണിൽ സമ്പുഷ്ടമാക്കുന്നു, ഇത് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡിന്റെ കാര്യക്ഷമമായ ഉത്പാദനം അനുവദിക്കുന്നു [50] (ചിത്രം 2c).എഫ്ടിഎ കാർഡുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തുന്നതിലെ പ്രധാന പ്രശ്നം ഗ്വാനിഡിൻ, ഐസോപ്രോപനോൾ തുടങ്ങിയ രാസവസ്തുക്കൾ തുടർന്നുള്ള ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ തടയുന്നു എന്നതാണ്.ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ഫ്യൂഷൻ 5 ചിറ്റോസാൻ പരിഷ്കരിച്ച ഫിൽട്ടർ പേപ്പർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, ഇത് ഡിഎൻഎ തന്മാത്രകളുടെയും നാരുകളുള്ള ഫിൽട്ടർ പേപ്പറിന്റെയും ഫിസിക്കൽ ഇന്റർലേസിംഗിന്റെയും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമമായ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് എക്സ്ട്രാക്ഷൻ നേടുന്നതിനായി ചിറ്റോസാൻ പരിഷ്കരിച്ച സംയുക്തങ്ങളിൽ ഡിഎൻഎയുടെ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് അഡോർപ്ഷന്റെയും ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. ..ഫിൽട്ടർ നാരുകൾ [51] (ചിത്രം 2d).അതുപോലെ, Zhu et al.[52] ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ഒറ്റപ്പെടലിനും സിക്ക വൈറസ് ആർഎൻഎ കണ്ടെത്തുന്നതിനുമായി സിറ്റു കാപ്പിലറി മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സിസ്റ്റത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചിറ്റോസാൻ പരിഷ്കരിച്ച പിസിആർ രീതി പ്രദർശിപ്പിച്ചു.ചിറ്റോസന്റെ ഓൺ/ഓഫ് സ്വിച്ച് പ്രോപ്പർട്ടി അടിസ്ഥാനമാക്കി ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ യഥാക്രമം മിക്സഡ് ലൈസേറ്റ്/പിസിആർ മീഡിയത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടാം/നിർജ്ജലമാക്കാം.ഓൺ ആൻഡ് ഓഫ്”, pH-നോട് പ്രതികരിക്കുന്നു.
മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ഈ തന്ത്രങ്ങൾ വിവിധ സോളിഡ് ഫേസ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കുകയും മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സിൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് വേർതിരിച്ചെടുക്കലിന്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, വലിയ അളവിൽ ഈ വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗം ലാഭകരമല്ല, കൂടാതെ ഈ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സാധാരണ വസ്തുക്കളുടെ ശരിയായ ഉപരിതല ചികിത്സയോ ഉപരിതല പരിഷ്ക്കരണമോ അവയുടെ പ്രവർത്തനത്തെ സംരക്ഷിക്കും.അതിനാൽ, പരീക്ഷണാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള പഠനത്തിന് ശേഷം ഈ തന്ത്രങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കിയാൽ ചെലവ് കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.
മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിലെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ടെസ്റ്റിംഗ് പലപ്പോഴും ചെറിയ സാമ്പിൾ വോള്യങ്ങൾ (<100 µl) ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഡൗൺസ്ട്രീം ഡിറ്റക്ഷന് (ഒപ്റ്റിക്കൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ, മാഗ്നറ്റിക്) സൗകര്യപ്രദമായ ഒരു സിഗ്നലിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിന് നിർദ്ദിഷ്ട പ്രോബുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ടാർഗെറ്റ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ വർദ്ധനവ് ആവശ്യമാണ് [53, 54]. മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിലെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ടെസ്റ്റിംഗ് പലപ്പോഴും ചെറിയ സാമ്പിൾ വോള്യങ്ങൾ (<100 µl) ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഡൗൺസ്ട്രീം ഡിറ്റക്ഷന് (ഒപ്റ്റിക്കൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ, മാഗ്നറ്റിക്) സൗകര്യപ്രദമായ ഒരു സിഗ്നലിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിന് നിർദ്ദിഷ്ട പ്രോബുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ടാർഗെറ്റ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ വർദ്ധനവ് ആവശ്യമാണ് [53, 54]. При тестировании нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах часто используются небольшие объемы образцов (< 100 мкл), поэтому требуется амплификация целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигнал, удобный для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]. മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ പരിശോധിക്കുമ്പോൾ, ചെറിയ സാമ്പിൾ വോള്യങ്ങൾ (<100 µL) ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്, അതിനാൽ പ്രത്യേക പ്രോബുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ടാർഗെറ്റ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ അത് തുടർന്നുള്ള കണ്ടെത്തലിന് സൗകര്യപ്രദമായ ഒരു സിഗ്നലായി മാറ്റേണ്ടതുണ്ട് (ഒപ്റ്റിക്കൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ, മാഗ്നറ്റിക്) [53, 54].(<100 μL), 因此 需要需要 特定 探针 扩增 目标 核酸, 以 转换 为 便于 下游 下游下游 (53, 54) 的 信号 [53, 54 ].((<100 μL), 因此 需要需要 探针 扩增 目标, 以 转换 为 下游 磁学 磁学 磁学 (53, 54, 54, 54) ]. Обнаружение нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах обычно использует небольшие объемы образцов (<100 мкл), что требует амплификации целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигналы для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]]. മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിലെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് സാധാരണയായി ചെറിയ സാമ്പിൾ വോള്യങ്ങൾ (<100 μl) ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിന് പ്രത്യേക പ്രോബുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ടാർഗെറ്റ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ വർദ്ധനവ് ആവശ്യമാണ്, അവയെ തുടർന്നുള്ള കണ്ടെത്തലിനുള്ള സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റാൻ (ഒപ്റ്റിക്കൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ, മാഗ്നറ്റിക്) [53, 54]] .മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സിലെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷന് പ്രതികരണങ്ങളെ വേഗത്തിലാക്കാനും കണ്ടെത്തൽ പരിധികൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും സാമ്പിൾ ആവശ്യകതകൾ കുറയ്ക്കാനും കണ്ടെത്തൽ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും [55, 56].സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, വേഗമേറിയതും കൃത്യവുമായ കണ്ടെത്തൽ തിരിച്ചറിഞ്ഞതോടെ, PCR ഉം ചില ഐസോതെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ പ്രതികരണങ്ങളും ഉൾപ്പെടെ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സിൽ വിവിധ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ രീതികൾ പ്രയോഗിച്ചു.മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സിസ്റ്റങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള രീതികൾ ഈ വിഭാഗം സംഗ്രഹിക്കും.
ഒരു ജീവിയുടെ ഡിഎൻഎ പകർപ്പെടുക്കൽ പ്രക്രിയയുടെ അനുകരണമാണ് PCR, അതിന്റെ സിദ്ധാന്തം മറ്റൊരിടത്ത് വിശദമായി വിവരിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ ഇവിടെ ചർച്ച ചെയ്യില്ല.പി‌സി‌ആറിന് വളരെ ചെറിയ അളവിലുള്ള ടാർഗെറ്റ് ഡിഎൻ‌എ/ആർ‌എൻ‌എയെ എക്‌സ്‌പോണൻഷ്യൽ നിരക്കിൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ ദ്രുതഗതിയിൽ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണമായി പി‌സി‌ആറിനെ മാറ്റുന്നു.സമീപ ദശകങ്ങളിൽ, പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിന്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി PCR തെർമൽ സൈക്ലിംഗ് സംവിധാനങ്ങളുള്ള നിരവധി പോർട്ടബിൾ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട് [57, 58].വ്യത്യസ്ത താപനില നിയന്ത്രണ രീതികൾ അനുസരിച്ച് ഓൺ-ചിപ്പ് PCR-നെ നാല് തരങ്ങളായി തിരിക്കാം (പരമ്പരാഗത, തുടർച്ചയായ ഒഴുക്ക്, സ്പേഷ്യൽ സ്വിച്ച്ഡ്, കൺവെക്റ്റീവ് PCR) [59].ഉദാഹരണത്തിന്, Gee et al.[60] തൊണ്ടയിലെ സ്വാബ് സാമ്പിളുകളിൽ SARS-CoV-2, ഇൻഫ്ലുവൻസ എ, ബി വൈറസുകൾ എന്നിവയുടെ മൾട്ടിപ്ലെക്‌സ് കണ്ടെത്തലിനായി അവരുടെ സ്വന്തം മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിൽ നേരിട്ടുള്ള റിവേഴ്‌സ് ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്ഷൻ ക്വാണ്ടിറ്റേറ്റീവ് PCR (RT-qPCR) രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു (ചിത്രം 3a) .പാർക്ക് തുടങ്ങിയവർ.[61] നേർത്ത ഫിലിം പിസിആർ, ഇലക്‌ട്രോഡുകൾ, വിരലുകൊണ്ട് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന പോളിഡിമെതൈൽസിലോക്സെയ്ൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് മൊഡ്യൂൾ എന്നിവ സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു ലളിതമായ രോഗകാരി വിശകലന ചിപ്പ് നിർമ്മിച്ചു.എന്നിരുന്നാലും, രണ്ട് കൃതികളും പരമ്പരാഗത പിസിആറിന്റെ പൊതുവായ പോരായ്മകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.PCR-ന് തെർമൽ സൈക്ലിംഗ് ആവശ്യമാണ്, ഇത് ഉപകരണത്തിന്റെ കൂടുതൽ ലഘുവൽക്കരണവും കുറഞ്ഞ പരിശോധനാ സമയവും പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
തുടർച്ചയായ ഒഴുക്ക് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്, സ്പേസ്-സ്വിച്ച്ഡ് പിസിആർ എന്നിവയുടെ വികസനം ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ നിർണായകമാണ്.ഒരു നീണ്ട സർപ്പന്റൈൻ ചാനൽ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ചെറിയ നേരായ ചാനൽ ഉപയോഗിച്ച്, ഒരു ഓഫ്-ചിപ്പ് പമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് മൂന്ന് പ്രീഹീറ്റ് സോണുകളിൽ റിയാഗന്റുകൾ സജീവമായി രക്തചംക്രമണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ തുടർച്ചയായ ഫ്ലോ പിസിആർ ഫാസ്റ്റ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ നൽകുന്നു.ഈ പ്രവർത്തനം വ്യത്യസ്ത പ്രതിപ്രവർത്തന താപനിലകൾക്കിടയിലുള്ള പരിവർത്തന ഘട്ടം വിജയകരമായി ഒഴിവാക്കുന്നു, അങ്ങനെ പരീക്ഷണ സമയം [62] (ചിത്രം 3 ബി) ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.ജംഗ് മറ്റുള്ളവരുടെ മറ്റൊരു പഠനത്തിൽ.[63] അൾട്രാഫാസ്‌റ്റ്, മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് റിവേഴ്‌സ് ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്ഷൻ പിസിആർ (ചിത്രം 3 സി) എന്നിവയ്‌ക്കായുള്ള ഫിക്സഡ്, ഫ്ലോ പിസിആറിന്റെ സവിശേഷതകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പുതിയ റോട്ടറി പിസിആർ ജനിതക അനലൈസർ നിർദ്ദേശിച്ചു.ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷനായി, പിസിആർ മൈക്രോചിപ്പ് വ്യത്യസ്ത ഊഷ്മാവിൽ മൂന്ന് തപീകരണ ബ്ലോക്കുകളിലൂടെ തിരിക്കും: 1. ഡിനാറ്ററേഷൻ ബ്ലോക്ക് 94 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്, 2. 58 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ അനീലിംഗ് ബ്ലോക്ക്, 3. 72 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ എക്സ്പാൻഷൻ ബ്ലോക്ക്.
മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സിൽ പിസിആറിന്റെ പ്രയോഗം.ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിൽ dirRT-qPCR-ന്റെ സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യം ([60] ൽ നിന്ന് രൂപപ്പെടുത്തിയത്).b ഒരു സർപ്പന്റൈൻ ചാനലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തുടർച്ചയായ ഒഴുക്ക് PCR മൈക്രോഅറേയുടെ സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യം ([62] ൽ നിന്ന് അനുരൂപമാക്കിയത്).ഒരു മൈക്രോചിപ്പ്, മൂന്ന് ഹീറ്റിംഗ് ബ്ലോക്കുകൾ, ഒരു സ്റ്റെപ്പർ മോട്ടോർ എന്നിവ അടങ്ങുന്ന റോട്ടറി പിസിആർ ജനിതക അനലൈസറിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യം ([63] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).d സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷനും സജ്ജീകരണവും ഉള്ള തെർമോകൺവെക്ഷൻ PCR ന്റെ ഡയഗ്രം ([64] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).DirRT-qPCR, നേരിട്ടുള്ള ക്വാണ്ടിറ്റേറ്റീവ് റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ പോളിമറേസ് ചെയിൻ പ്രതികരണം
കാപ്പിലറികളും ലൂപ്പുകളും അല്ലെങ്കിൽ നേർത്ത പ്ലേറ്റുകളും ഉപയോഗിച്ച്, ഒരു ബാഹ്യ പമ്പിന്റെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ സ്വാഭാവിക സ്വതന്ത്ര താപ സംവഹനം വഴി സംവഹന പിസിആറിന് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ വേഗത്തിൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.ഉദാഹരണത്തിന്, PCR ലൂപ്പ് മൈക്രോചാനലിൽ [64] (ചിത്രം 3d) സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷനോടുകൂടിയ തെർമൽ സൈക്ലിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫാബ്രിക്കേറ്റഡ് റൊട്ടേറ്റിംഗ് ഹീറ്റിംഗ് സ്റ്റേജിൽ ഒരു സൈക്ലിക് ഒലിഫിൻ പോളിമർ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്ഫോം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.പ്രതിപ്രവർത്തന പരിഹാരം താപ സംവഹനത്താൽ നയിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് വാർഷിക ഘടനയുള്ള ഒരു മൈക്രോചാനലിൽ ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ താപനില തുടർച്ചയായി കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നു.മുഴുവൻ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയയും 70.5 pg/ചാനൽ എന്ന കണ്ടെത്തൽ പരിധി ഉപയോഗിച്ച് 10 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ പൂർത്തിയാക്കാൻ കഴിയും.
പ്രതീക്ഷിച്ചതുപോലെ, പൂർണ്ണമായി സംയോജിപ്പിച്ച സാമ്പിൾ-റെസ്‌പോൺസ് മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്‌നോസ്റ്റിക്, മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് വിശകലന സംവിധാനങ്ങൾക്കുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണമാണ് ദ്രുത PCR.കോവിഡ്-19 പാൻഡെമിക്കിന്റെ ഫലപ്രദമായ നിയന്ത്രണത്തിന് സംഭാവന നൽകുന്ന SARS-CoV-2 കണ്ടുപിടിക്കാൻ ആവശ്യമായ സമയം റാപ്പിഡ് PCR ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.
PCR-ന് POCT-ന് അനുയോജ്യമല്ലാത്ത ഒരു സങ്കീർണ്ണ തെർമൽ സൈക്ലർ ആവശ്യമാണ്.അടുത്തിടെ, ഐസോതെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ടെക്നിക്കുകൾ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സിൽ പ്രയോഗിച്ചു, LAMP, recombinase polymerase amplification (RPA), ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് സീക്വൻസുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ [65,66,67,68] എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.ഈ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ സ്ഥിരമായ ഊഷ്മാവിൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, തന്മാത്രാ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിനായി കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ വളരെ സെൻസിറ്റീവ് പോർട്ടബിൾ POCT ഉപകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇത് സഹായിക്കുന്നു.
ഹൈ-ത്രൂപുട്ട് മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സ് അധിഷ്‌ഠിതമായ LAMP പരിശോധനകൾ പകർച്ചവ്യാധികൾ ഒന്നിലധികം കണ്ടുപിടിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു [42, 69, 70, 71].ഒരു അപകേന്ദ്ര മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സിസ്റ്റവുമായി സംയോജിച്ച്, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തലിന്റെ ഓട്ടോമേഷൻ കൂടുതൽ സുഗമമാക്കാൻ LAMP-ന് കഴിയും [69, 72, 73, 74, 75].LAMP [76] (ചിത്രം 4a) ഉപയോഗിച്ച് ഒന്നിലധികം സമാന്തര ബാക്ടീരിയകളെ ദൃശ്യപരമായി കണ്ടെത്തുന്നതിനാണ് സ്പിൻ-ആൻഡ്-റിയാക്റ്റ് SlipChip വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്.വിശകലനത്തിൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത LAMP ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഫ്ലൂറസെൻസ് സിഗ്നൽ-ടു-നോയിസ് അനുപാതം ഏകദേശം 5-മടങ്ങ് ആയിരുന്നു, കൂടാതെ കണ്ടെത്തൽ പരിധി 7.2 പകർപ്പുകൾ/μl ജനിതക ഡിഎൻഎയിൽ എത്തി. കൂടാതെ, ബാസിലസ് സെറിയസ്, എസ്ഷെറിച്ചിയ കോളി, സാൽമൊണല്ല എന്ററിക്ക, വിബ്രിയോ ഫ്ലൂവിയാലിസ്, വിബ്രിയോ പാരാഹെമോലിറ്റിക്കസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ അഞ്ച് സാധാരണ ദഹന ബാക്റ്റീരിയൽ രോഗകാരികളുടെ അസ്തിത്വം <60 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ ഈ രീതിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ദൃശ്യവൽക്കരിച്ചു. കൂടാതെ, ബാസിലസ് സെറിയസ്, എസ്ഷെറിച്ചിയ കോളി, സാൽമൊണല്ല എന്ററിക്ക, വിബ്രിയോ ഫ്ലൂവിയാലിസ്, വിബ്രിയോ പാരാഹെമോലിറ്റിക്കസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ അഞ്ച് സാധാരണ ദഹന ബാക്റ്റീരിയൽ രോഗകാരികളുടെ അസ്തിത്വം <60 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ ഈ രീതിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ദൃശ്യവൽക്കരിച്ചു.കൂടാതെ, ബാസിലസ് സെറിയസ്, എസ്ഷെറിച്ചിയ കോളി, സാൽമൊണല്ല എന്ററിക്ക, വിബ്രിയോ ഫ്ലൂവിയാലിസ്, വിബ്രിയോ പാരാഹെമോലിറ്റിക്കസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ ദഹനനാളത്തിലെ അഞ്ച് സാധാരണ ബാക്ടീരിയൽ രോഗകാരികളുടെ സാന്നിധ്യം ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് 60 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ ദൃശ്യവൽക്കരിച്ചു.此外, 基于 该 方法 在 <60 分钟 内内 可 视化 五 种 常见 消化道 细菌病 的基于, 基于 该 方法 在 <60 分钟 内 视化 了 种 常见 消化道 的弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧式കൂടാതെ, Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella enterica, Vibrio fluvius, Vibrio parahaemolyticus എന്നിവയുൾപ്പെടെ അഞ്ച് സാധാരണ ബാക്ടീരിയൽ ഗ്യാസ്ട്രോഇന്റസ്റ്റൈനൽ രോഗകാരികളുടെ സാന്നിധ്യം 60 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ദൃശ്യവൽക്കരിച്ചു.
മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സിലെ LAMP-ന്റെ ഗുണങ്ങൾ, മറ്റുള്ളവയിൽ, വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണവും ചെറുതായി കണ്ടുപിടിക്കലും ഉൾപ്പെടുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, പ്രതികരണ താപനില (ഏകദേശം 70 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്) കാരണം, LAMP സമയത്ത് എയറോസോളുകൾ അനിവാര്യമായും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന തെറ്റായ പോസിറ്റീവ് നിരക്കിന് കാരണമാകുന്നു.പരിശോധനയുടെ പ്രത്യേകത, പ്രൈമർ ഡിസൈൻ, താപനില നിയന്ത്രണം എന്നിവയും LAMP-നായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.കൂടാതെ, ഒരൊറ്റ ചിപ്പിൽ ഒന്നിലധികം ടാർഗെറ്റ് കണ്ടെത്തൽ നടപ്പിലാക്കുന്ന ചിപ്പ് ഡിസൈനുകൾ വലിയ മൂല്യമുള്ളതും വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുമാണ്.കൂടാതെ, ഒരു ചിപ്പിൽ സംയോജിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള മൾട്ടി പർപ്പസ് ഡിറ്റക്ഷന് LAMP അനുയോജ്യമാണ്, അത് വലിയ പ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്, പക്ഷേ ഇപ്പോഴും വികസനത്തിന് ധാരാളം ഇടമുണ്ട്.
താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ പ്രതിപ്രവർത്തന താപനില (~37 °C) താരതമ്യേന കുറച്ച് ബാഷ്പീകരണ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നതിനാൽ, LAMP യുടെ ഉയർന്ന തെറ്റായ പോസിറ്റീവ് നിരക്ക് RPA ഉപയോഗിച്ച് ഭാഗികമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും [77].RPA സിസ്റ്റത്തിൽ, രണ്ട് വിപരീത പ്രൈമറുകൾ ഒരു റീകോമ്പിനസുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് ഡിഎൻഎ സിന്തസിസ് ആരംഭിക്കുന്നു, കൂടാതെ 10 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ പൂർത്തിയാക്കാൻ കഴിയും [78,79,80,81].അതിനാൽ, മുഴുവൻ RPA പ്രക്രിയയും PCR അല്ലെങ്കിൽ LAMP എന്നിവയേക്കാൾ വളരെ വേഗതയുള്ളതാണ്.സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സാങ്കേതികവിദ്യ RPA [82,83,84] യുടെ വേഗതയും കൃത്യതയും കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതായി കാണിക്കുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, ലിയു et al.[85] റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ RPA (RT-RPA), ഒരു യൂണിവേഴ്സൽ ലാറ്ററൽ ഫ്ലോ ടെസ്റ്റ് സ്ട്രിപ്പ് ഡിറ്റക്ഷൻ സിസ്റ്റം എന്നിവ സംയോജിപ്പിച്ച് SARS-CoV-2 വേഗത്തിലും സെൻസിറ്റീവിലും കണ്ടെത്തുന്നതിനായി മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ലാറ്ററൽ ഫ്ലോ പോളിമറേസ് റീകോമ്പിനസ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ അസ്സേ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.ഒരൊറ്റ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സിസ്റ്റത്തിലേക്ക്.ചിത്രം 4b).കണ്ടെത്തലിന്റെ പരിധി 1 പകർപ്പ്/µl അല്ലെങ്കിൽ 30 പകർപ്പുകൾ/സാമ്പിൾ ആണ്, ഏകദേശം 30 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ കണ്ടെത്തൽ പൂർത്തിയാക്കാനാകും.കോങ് തുടങ്ങിയവർ.ധരിക്കാവുന്ന മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.[86] RPA ഉപയോഗിച്ച് HIV-1 DNA വേഗത്തിലും നേരിട്ടും കണ്ടുപിടിക്കാൻ ശരീര താപനിലയും മൊബൈൽ ഫോൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫ്ലൂറസെൻസ് കണ്ടെത്തൽ സംവിധാനവും ഉപയോഗിച്ചു (ചിത്രം 4c).ധരിക്കാവുന്ന ആർപിഎ പരിശോധന, 24 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ ടാർഗെറ്റ് സീക്വൻസിൻറെ 100 പകർപ്പുകൾ/mL കണ്ടെത്തുന്നു, ഇത് റിസോഴ്സ്-ലിമിറ്റഡ് ക്രമീകരണങ്ങളിൽ എച്ച്ഐവി-1-ബാധിതരായ ശിശുക്കളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള രോഗനിർണയത്തിനുള്ള വലിയ സാധ്യതകൾ പ്രകടമാക്കുന്നു.
പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ ടെസ്റ്റിംഗിൽ (POCT) ഐസോതെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ.സ്പിൻ, റിയാക്ഷൻ സ്ലിപ്പ്ചിപ്പ് എന്നിവയുടെ വികസനവും ഉത്പാദനവും.പ്ലാസ്മ വെൽഡിങ്ങിനു ശേഷം, മുകളിലും താഴെയുമുള്ള ചിപ്പുകൾ ഒരു കൂട്ടം പരിപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് കൂട്ടിയോജിപ്പിച്ച് അന്തിമ ചിപ്പ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നു ([76] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).b COVID-19 കണ്ടെത്തലിനായുള്ള MI-IF-RPA സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്‌കീമാറ്റിക് ([85] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).c എച്ച്ഐവി-1 ഡിഎൻഎ ദ്രുതഗതിയിൽ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ധരിക്കാവുന്ന ആർപിഎ ടെസ്റ്റിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ([86] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM carboxyfluorescein, ഹ്യൂമൻ ഇമ്മ്യൂണോ ഡെഫിഷ്യൻസി വൈറസ് HIV, RPA recombinase പോളിമറേസ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, LED ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡ്-പിഎഎംഐ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ
മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള RPA അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും, ചിപ്പ് നിർമ്മാണത്തിന്റെയും പ്രതികരണ ഉപഭോഗത്തിന്റെയും ചെലവ് വളരെ കൂടുതലാണ്, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ലഭ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് അത് കുറയ്ക്കേണ്ടതുണ്ട്.കൂടാതെ, ആർപിഎയുടെ ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത നോൺ-സ്പെസിഫിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനെ ബാധിക്കും, പ്രത്യേകിച്ച് മലിനീകരണത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ.ഈ പരിമിതികൾ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സിസ്റ്റങ്ങളിലെ ആർപിഎയുടെ പ്രയോഗത്തെ ബാധിക്കുകയും കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ അർഹിക്കുകയും ചെയ്തേക്കാം.POCT-ലെ ആർപിഎ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് തന്ത്രങ്ങളുടെ സാധ്യത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് നന്നായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത പ്രൈമറുകളും വിവിധ ലക്ഷ്യങ്ങൾക്കായുള്ള പ്രോബുകളും ആവശ്യമാണ്.
Cas13, Cas12a എന്നിവയ്ക്ക് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ ക്രമരഹിതമായി പിളർത്താനുള്ള കഴിവുണ്ട്, അതിനാൽ കണ്ടെത്തലും രോഗനിർണ്ണയ ഉപകരണങ്ങളും ആയി വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.Cas13, Cas12a എന്നിവ യഥാക്രമം ഡിഎൻഎ അല്ലെങ്കിൽ ആർഎൻഎയെ ടാർഗെറ്റുചെയ്യുമ്പോൾ സജീവമാക്കുന്നു.സജീവമായാൽ, പ്രോട്ടീൻ അടുത്തുള്ള മറ്റ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ പിളർത്താൻ തുടങ്ങുന്നു, അതിനുശേഷം രോഗകാരി-നിർദ്ദിഷ്ട ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ ലക്ഷ്യം വച്ചുള്ള മാർഗനിർദേശം ആർഎൻഎകൾക്ക് കെടുത്തിയ ഫ്ലൂറസെന്റ് പ്രോബുകൾ പിളർന്ന് ഫ്ലൂറസെൻസ് പുറപ്പെടുവിക്കാൻ കഴിയും.ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, കെൽനർ et al.[87] ഒരു Cas13-അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു [Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter Unlocking (SHERLOCK)], ഒപ്പം Broughton et al.[88] Cas12a [CRISPR ട്രാൻസ് റിപ്പോർട്ടർ ടാർഗെറ്റിംഗ് DNA എൻഡോ ന്യൂക്ലീസ് (DTECR)] അടിസ്ഥാനമാക്കി മറ്റൊരു സമീപനം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.
സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, CRISPR അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള വിവിധ രീതികൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു [89, 90].ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് എക്‌സ്‌ട്രാക്ഷൻ, ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, CRISPR ഡിറ്റക്ഷൻ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഒന്നിലധികം നടപടിക്രമങ്ങൾ കാരണം പരമ്പരാഗത CRISPR അധിഷ്‌ഠിത രീതികൾ പലപ്പോഴും സമയമെടുക്കുന്നതും അധ്വാനിക്കുന്നതുമാണ്.വായുവിലേക്ക് ദ്രാവകങ്ങൾ എക്സ്പോഷർ ചെയ്യുന്നത് തെറ്റായ പോസിറ്റീവ് ഫലങ്ങളുടെ സാധ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കും.മേൽപ്പറഞ്ഞവ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, CRISPR-അധിഷ്ഠിത സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ആവശ്യമാണ്.
CRISPR-Cas12a, CRISPR-Cas13a എന്നിവ കണ്ടെത്തൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി സമാന്തരമായി 24 വിശകലനങ്ങൾ നടത്താൻ കഴിയുന്ന ഒരു ന്യൂമാറ്റിക് നിയന്ത്രിത മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്ഫോം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട് [91].ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷനെ മറികടന്ന് ഫെംടോമോളാർ ഡിഎൻഎ, ആർഎൻഎ സാമ്പിളുകൾ സ്വയമേവ കണ്ടെത്തുന്ന ഫ്ലൂറസെൻസ് കണ്ടെത്തൽ ഉപകരണം ഈ സിസ്റ്റത്തിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.ചെൻ തുടങ്ങിയവർ.[92] സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സിലെ CRISPR-Cas12a സിസ്റ്റവുമായുള്ള സംയോജിത റീകോമ്പിനേസ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ (ചിത്രം 5a).Cas12a-യ്ക്ക് മെസഞ്ചർ ഡിഎൻഎയെ ദഹിപ്പിക്കാനും ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയയെ തടയാനും കഴിയുന്നതിനാൽ ഈ രണ്ട് പ്രക്രിയകളും സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ബുദ്ധിമുട്ട് ഈ ജോലി മറികടക്കുന്നു.കൂടാതെ, ചെൻ et al.[92] കൂടാതെ, മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും സ്വയമേവ പൂർത്തിയാക്കുന്നതിനായി ഒരു അപകേന്ദ്ര മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് നിയന്ത്രണത്തിൽ പ്രതികരണ റിയാഗന്റുകൾ മുൻകൂട്ടി സംഭരിച്ചു.മറ്റൊരു കൃതിയിൽ, സിൽവ et al.[93] CRISPR/Cas12a ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ഇല്ലാതെ ഒരു ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് രീതിയും SARS-CoV-2 കണ്ടുപിടിക്കാൻ ഒരു സ്മാർട്ട്ഫോണും വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു (ചിത്രം 5b).സെൽ ഫോൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ-ഫ്രീ സിസ്റ്റം എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പരിശോധനയിൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചാനലുകളിലെ കാറ്റലേസ്-ജനറേറ്റഡ് ബബിൾ സിഗ്നലുകളുടെ സ്മാർട്ട്ഫോൺ ദൃശ്യവൽക്കരണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു CRISPR/Cas-ആശ്രിത എൻസൈം ഉൾപ്പെടുന്നു.പ്രീ-ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ കൂടാതെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡിന്റെ 50 കോപ്പികൾ/µl-ൽ താഴെ സെൻസിറ്റീവ് കണ്ടെത്തൽ, സാമ്പിൾ കുത്തിവയ്പ്പ് മുതൽ സിഗ്നൽ റീഡിംഗ് വരെയുള്ള മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും 71 മിനിറ്റ് മാത്രമേ എടുക്കൂ.
CRISPR അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തൽ രീതികൾ.CRISPR അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സംയോജിത മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിനുള്ള അപകേന്ദ്ര POCT ([92] ൽ നിന്ന് രൂപപ്പെടുത്തിയത്).b SARS-CoV-2 ന്റെ സ്മാർട്ട്ഫോൺ അധിഷ്ഠിത വിശകലനത്തിനായി CASCADE ടെസ്റ്റിന്റെ വികസനം ([93] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).RAA റീകോമ്പിനേസ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, PAM തൊട്ടടുത്തുള്ള പ്രോട്ടോസ്‌പേസർ മോട്ടിഫ്, കൃത്യമായ ഇടവേളകളിൽ CRISPR ക്ലസ്റ്റേർഡ് ഷോർട്ട് പാലിൻഡ്രോമിക് ആവർത്തനങ്ങൾ, CRISPR/CAS-ആശ്രിത എൻസൈമുകളുള്ള സെൽ ഫോൺ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ഇല്ലാതെ CASCADE സിസ്റ്റം, 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloridec
ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തലിന്റെ അവസാന ഘട്ടമെന്ന നിലയിൽ, സിഗ്നൽ കണ്ടെത്തൽ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ഫലങ്ങളെ നേരിട്ട് പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും കാര്യക്ഷമവും സെൻസിറ്റീവും കൃത്യവുമായ POCT വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ നിർണായക ഘടകമാണ്.ഫ്ലൂറസെന്റ്, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ, കളർമെട്രിക്, മാഗ്നറ്റിക് സ്ട്രാറ്റജികൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് സിഗ്നലുകൾ വായിക്കാൻ കഴിയും.ഈ വിഭാഗത്തിൽ, ഓരോ സമീപനത്തിന്റെയും യുക്തി ഞങ്ങൾ വിവരിക്കുകയും മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സിലെ പകർച്ചവ്യാധികളുടെ തന്മാത്രാ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ് താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
മികച്ച സെൻസിറ്റിവിറ്റി, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, പ്രവർത്തന എളുപ്പം, പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ വിശകലനം [94, 95] എന്നിവയുടെ ശ്രദ്ധേയമായ നേട്ടങ്ങൾ കാരണം ഫ്ലൂറസെൻസ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തന്ത്രങ്ങൾ പകർച്ചവ്യാധികളുടെ POCT ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിന് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഈ തന്ത്രങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സിഗ്നൽ (ഫ്ലൂറസെൻസ് മെച്ചപ്പെടുത്തൽ അല്ലെങ്കിൽ ശമിപ്പിക്കൽ) സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഫ്ലൂറസെന്റ് ഡൈകളും നാനോ മെറ്റീരിയലുകളും പോലുള്ള ലേബൽ ചെയ്ത ഫ്ലൂറോഫോറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഫ്ലൂറസെൻസ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തന്ത്രങ്ങളെ നേരിട്ടുള്ള ഫ്ലൂറസന്റ് ലേബലിംഗ്, സിഗ്നൽ-ഓൺ, സിഗ്നൽ-ഓഫ് ഫ്ലൂറസെന്റ് ഡിറ്റക്ഷൻ എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാമെന്ന് ഈ കണ്ടെത്തൽ സൂചിപ്പിക്കുന്നു [96].നേരിട്ടുള്ള ഫ്ലൂറസെന്റ് ലേബൽ കണ്ടെത്തൽ, പ്രത്യേക ലിഗാൻഡുകൾ ലേബൽ ചെയ്യുന്നതിന് പ്രത്യേക ഫ്ലൂറസെന്റ് ലേബലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അത് ഒരു ടാർഗെറ്റിലേക്ക് തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള ഫ്ലൂറസെൻസ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു.സിഗ്നൽ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫ്ലൂറസെൻസ് കണ്ടെത്തലിന്, ഫ്ലൂറസെന്റ് സിഗ്നലിന്റെ ഗുണനിലവാരം താൽപ്പര്യത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയുമായി നല്ല ബന്ധമുള്ളതാണ്.ടാർഗെറ്റിന്റെ അഭാവത്തിൽ ഫ്ലൂറസെൻസ് തീവ്രത നിസ്സാരമാണ്, ആവശ്യത്തിന് ടാർഗെറ്റ് ഉള്ളപ്പോൾ അത് കണ്ടെത്താനാകും.നേരെമറിച്ച്, "സിഗ്നൽ-ഓഫ്" ഫ്ലൂറസെൻസ് കണ്ടെത്തിയ ഫ്ലൂറസെൻസിന്റെ തീവ്രത ടാർഗെറ്റിന്റെ അളവിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലാണ്, തുടക്കത്തിൽ പരമാവധി മൂല്യത്തിൽ എത്തുകയും ലക്ഷ്യം വലുതാകുമ്പോൾ ക്രമേണ കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, CRISPR-Cas13a ടാർഗെറ്റ്-ആശ്രിത ട്രാൻസ്-ക്ലീവേജ് മെക്കാനിസം ഉപയോഗിച്ച്, Tian et al.[97] റിവേഴ്‌സ് ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്‌ഷനെ നേരിട്ട് മറികടക്കുന്ന ആർഎൻഎകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഒരു പുതിയ തിരിച്ചറിയൽ തന്ത്രം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു (ചിത്രം 6a).കോംപ്ലിമെന്ററി ടാർഗെറ്റ് ആർഎൻഎകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, CRISPR-Cas13-RNA കോംപ്ലക്സ് സജീവമാക്കാൻ കഴിയും, ഇത് നോൺ-സ്പെസിഫിക് റിപ്പോർട്ടർ ആർഎൻഎകൾ വഴി ട്രാൻസ്കോലാറ്ററൽ പിളർപ്പിന് കാരണമാകുന്നു.ഫ്ലൂറസന്റ് ലേബൽ ചെയ്ത റിപ്പോർട്ടർ [ഫ്ലൂറോഫോർ (എഫ്)] ക്വാൻഷർ (ക്യു) കേടുകൂടാതെ കെടുത്തുകയും സജീവമാക്കിയ കോംപ്ലക്സ് പിളർത്തുമ്പോൾ ഫ്ലൂറസെസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഉയർന്ന കണ്ടെത്തൽ വേഗത, എളുപ്പമുള്ള ഉൽപ്പാദനം, കുറഞ്ഞ ചിലവ്, കൊണ്ടുപോകാൻ എളുപ്പം, ഓട്ടോമാറ്റിക് നിയന്ത്രണം എന്നിവയാണ് ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഡിറ്റക്ഷന്റെ പ്രയോജനം.POCT ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള ശക്തമായ വിശകലന രീതിയാണിത്.ഗ്രാഫീൻ ഫീൽഡ്-ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗാവോ മറ്റുള്ളവരും.[98] 2 pg/mL (ചിത്രം 6b) എന്ന കണ്ടെത്തൽ പരിധിയുള്ള ബോറേലിയ ബർഗ്‌ഡോർഫെറി ബാക്ടീരിയയിൽ നിന്നുള്ള ലൈം ഡിസീസ് ആന്റിജനുകളുടെ മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് കണ്ടെത്തലിനായി ഒരു നാനോബയോസെൻസർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.
പോർട്ടബിലിറ്റി, കുറഞ്ഞ ചിലവ്, തയ്യാറാക്കാനുള്ള എളുപ്പം, വിഷ്വൽ റീഡിംഗ് എന്നിവയുടെ ഗുണഫലങ്ങൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തി POCT ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ കളർമെട്രിക് അസെസ് ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്.കളർമെട്രിക് കണ്ടെത്തലിന് പെറോക്സിഡേസ് അല്ലെങ്കിൽ പെറോക്സിഡേസ് പോലുള്ള നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ, നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ സംയോജനം, ടാർഗെറ്റ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ സാന്നിധ്യത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ ദൃശ്യമായ വർണ്ണ മാറ്റങ്ങളാക്കി മാറ്റാൻ ഇൻഡിക്കേറ്റർ ഡൈകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കാം [99, 100, 101].കളർമെട്രിക് തന്ത്രങ്ങളുടെ വികസനത്തിൽ സ്വർണ്ണ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധേയമാണ്, കൂടാതെ വേഗത്തിലുള്ളതും കാര്യമായതുമായ വർണ്ണ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താനുള്ള അവയുടെ കഴിവ് കാരണം, പകർച്ചവ്യാധികൾ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതിനുള്ള POCT കളർമെട്രിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ വികസനത്തിൽ താൽപ്പര്യം വർദ്ധിക്കുന്നു [102].ഒരു സംയോജിത സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണം [103] ഉപയോഗിച്ച്, മലിനമായ പാൽ സാമ്പിളുകളിലെ ഭക്ഷ്യജന്യ രോഗാണുക്കളെ 10 ബാക്ടീരിയൽ കോശങ്ങളുടെ തലത്തിൽ സ്വയമേവ കണ്ടെത്താനാകും, കൂടാതെ ഫലങ്ങൾ 65 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ ദൃശ്യപരമായി വായിക്കാൻ കഴിയും (ചിത്രം 6c).
മാഗ്നറ്റിക് സെൻസിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾക്ക് കാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനങ്ങൾ കൃത്യമായി കണ്ടെത്താനാകും, അടുത്ത ദശകങ്ങളിൽ POCT ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ കാര്യമായ താൽപ്പര്യമുണ്ട്.മാഗ്നറ്റിക് സെൻസിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾക്ക് വിലകൂടിയ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള കാന്തിക വസ്തുക്കൾ പോലെയുള്ള ചില സവിശേഷ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.എന്നിരുന്നാലും, കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ഉപയോഗം കണ്ടെത്തൽ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും സാമ്പിൾ തയ്യാറാക്കൽ സമയം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു [104].കൂടാതെ, ബയോളജിക്കൽ സാമ്പിളുകളുടെ അപ്രധാനമായ കാന്തിക പശ്ചാത്തല സിഗ്നൽ കാരണം ഉയർന്ന പ്രത്യേകത, സംവേദനക്ഷമത, ഉയർന്ന സിഗ്നൽ-ടു-നോയ്‌സ് അനുപാതം എന്നിവ കാന്തിക അന്വേഷണത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു [105].ശർമ്മ തുടങ്ങിയവർ.ഒരു പോർട്ടബിൾ മൈക്രോചിപ്പ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിലേക്ക് കാന്തിക ടണൽ ജംഗ്ഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബയോസെൻസർ സംയോജിപ്പിച്ചു.[106] രോഗാണുക്കളുടെ മൾട്ടിപ്ലക്സ് കണ്ടുപിടിത്തത്തിനായി (ചിത്രം 6d).രോഗാണുക്കളിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുത്ത സബ്നാനോമോളാർ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളെ ബയോസെൻസറുകൾ സെൻസിറ്റീവ് ആയി കണ്ടെത്തുന്നു.
സാധാരണ സിഗ്നൽ കണ്ടെത്തൽ രീതി.Cas13a യുടെ ഹൈപ്പർലോക്കലൈസ്ഡ് ഡിറ്റക്ഷൻ എന്ന ആശയം ([97] എന്നതിൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).b ഗ്രാഫീൻ നാനോബയോസെൻസർ FET, Lyme GroES scFv-യുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ([98] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).c സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പിലെ ഭക്ഷണത്തിലൂടെ പകരുന്ന രോഗകാരികളെ മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള കളർമെട്രിക് സൂചനകൾ: ടാർഗെറ്റ് രോഗകാരികളുള്ള നമ്പർ 1, നമ്പർ 3 സാമ്പിളുകൾ, ടാർഗെറ്റ് രോഗകാരികളില്ലാത്ത നമ്പർ 2, നമ്പർ 4, നമ്പർ 5 സാമ്പിളുകൾ ([103] ൽ നിന്ന് അനുരൂപമാക്കിയത്) .d പ്ലാറ്റ്ഫോം, ബിൽറ്റ്-ഇൻ ബ്ലോക്കിംഗ് ആംപ്ലിഫയർ, ഒരു കൺട്രോൾ യൂണിറ്റ്, സിഗ്നൽ ജനറേഷൻ/അക്വിസിഷൻ ([106]-ൽ നിന്ന് അനുരൂപമാക്കിയത്) എന്നിവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള കാന്തിക ടണൽ ജംഗ്ഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബയോസെൻസർ.GFET ഗ്രാഫീൻ FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA പോളിമീഥൈൽ മെത്തക്രൈലേറ്റ്
മേൽപ്പറഞ്ഞ കണ്ടെത്തൽ രീതികളുടെ മികച്ച സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അവയ്ക്ക് ഇപ്പോഴും ദോഷങ്ങളുണ്ട്.ഈ രീതികൾ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു (പട്ടിക 1), വിശദാംശങ്ങളുള്ള ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉൾപ്പെടെ (നന്മകളും ദോഷങ്ങളും).
മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സ്, മൈക്രോ ഇലക്‌ട്രോ മെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ, നാനോടെക്‌നോളജി, മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് എന്നിവയുടെ വികാസത്തോടെ, പകർച്ചവ്യാധികൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പുകളുടെ ഉപയോഗം നിരന്തരം പുരോഗമിക്കുന്നു [55,96,107,108].മിനിയേച്ചർ ഉപകരണങ്ങളുടെയും ദ്രാവകങ്ങളുടെയും കൃത്യമായ കൃത്രിമത്വം ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് കൃത്യതയ്ക്കും ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തിക്കും സഹായിക്കുന്നു.അതിനാൽ, കൂടുതൽ വികസനത്തിനായി, ചിപ്പുകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും നവീകരിക്കാനുമുള്ള ശ്രമങ്ങൾ നടത്തി, വിവിധ ഘടനകളും പ്രവർത്തനങ്ങളും ഉള്ള വിവിധ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു.ഇവിടെ ഞങ്ങൾ പൊതുവായ നിരവധി തരം മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ പരിചയപ്പെടുത്തുകയും അവയുടെ സവിശേഷതകൾ താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു (നന്മയും ദോഷവും).കൂടാതെ, താഴെ ലിസ്റ്റുചെയ്തിരിക്കുന്ന മിക്ക ഉദാഹരണങ്ങളും പ്രാഥമികമായി SARS-CoV-2 നെ ചെറുക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.
LOCC-കൾ ഏറ്റവും സാധാരണമായ മിനിയേച്ചറൈസ്ഡ് കോംപ്ലക്സ് അനലിറ്റിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളാണ്, അവയുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ സാമ്പിൾ ഇഞ്ചക്ഷൻ, തയ്യാറെടുപ്പ്, ഫ്ലോ കൺട്രോൾ, ലിക്വിഡ് ഡിറ്റക്ഷൻ [109, 110] എന്നിവയിൽ നിന്ന് വളരെ ചെറുതും സംയോജിപ്പിച്ചതും യാന്ത്രികവും സമാന്തരവുമാണ്.ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ജ്യാമിതിയിലൂടെയും പ്രഷർ ഗ്രേഡിയന്റ്, കാപ്പിലറി ആക്ഷൻ, ഇലക്‌ട്രോഡൈനാമിക്‌സ്, കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ, ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ [111] എന്നിങ്ങനെയുള്ള നിരവധി ഭൗതിക ഫലങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെയും ദ്രാവകങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.വേഗത്തിലുള്ള വിശകലന വേഗത, ചെറിയ സാമ്പിൾ വലുപ്പം, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, ഉയർന്ന മാനേജ്‌മെന്റ്, ഓപ്പറേഷൻ കാര്യക്ഷമത എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് സ്ക്രീനിംഗിലും മൾട്ടിപ്പിൾ ഡിറ്റക്ഷനിലും LOCC മികച്ച നേട്ടങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു;എന്നിരുന്നാലും, LOCC ഉപകരണങ്ങൾ വളരെ സൂക്ഷ്മമായതും നിർമ്മാണം, പാക്കേജിംഗ്, ഇന്റർഫേസിംഗ് എന്നിവയുമാണ്.എന്നിരുന്നാലും, മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗും പുനരുപയോഗവും വലിയ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ നേരിടുന്നു [96].മറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പരമാവധി ആപ്ലിക്കേഷൻ വൈവിധ്യത്തിന്റെയും മികച്ച സാങ്കേതിക പൊരുത്തത്തിന്റെയും കാര്യത്തിൽ LOCC-ക്ക് അതുല്യമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, എന്നാൽ അതിന്റെ ദോഷങ്ങളും വ്യക്തമാണ്, അതായത് ഉയർന്ന സങ്കീർണ്ണതയും മോശം ആവർത്തനക്ഷമതയും.ബാഹ്യ പമ്പുകളെ ആശ്രയിക്കുന്നത്, പലപ്പോഴും വലുതും ചെലവേറിയതുമാണ്, POCT-ൽ അവയുടെ ഉപയോഗം കൂടുതൽ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
COVID-19 പൊട്ടിപ്പുറപ്പെട്ട സമയത്ത്, LOCC യ്ക്ക് വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ലഭിച്ചു.അതേ സമയം, നിരവധി സാങ്കേതികവിദ്യകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന നിരവധി പുതിയ ചിപ്പുകൾ ഉണ്ട്.ഉദാഹരണത്തിന്, സ്മാർട്ട്ഫോണുകൾ ഇപ്പോൾ പോർട്ടബിൾ അനലിറ്റിക്സ് ഉപകരണങ്ങളായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ LOCC സംയോജനത്തിന് വലിയ സാധ്യതയുമുണ്ട്.സൺ തുടങ്ങിയവർ.[21] LAMP ഉപയോഗിച്ച് SARS-CoV-2 ഉൾപ്പെടെ അഞ്ച് രോഗകാരികളുടെ പ്രത്യേക ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് സീക്വൻസുകളെ മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പ് നിർമ്മിക്കുകയും പ്രതികരണം അവസാനിച്ച് 1 മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ ഒരു സ്മാർട്ട്‌ഫോൺ ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.മറ്റൊരു ഉദാഹരണമായി, Sundah et al.[112] സ്‌മാർട്ട്‌ഫോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് SARS-CoV-2 RNA ടാർഗെറ്റുകൾ നേരിട്ടും സെൻസിറ്റീവായി കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനായി ഒരു മോളിക്യുലാർ സ്വിച്ച് [കാറ്റലിറ്റിക് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ബൈ മോളിക്യുലാർ ട്രാൻസിഷൻ സ്റ്റേറ്റ് സ്വിച്ച് (ക്യാച്ച്)] സൃഷ്ടിച്ചു. CATCH പോർട്ടബിൾ LOCC-യുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു കൂടാതെ മികച്ച പ്രകടനം കൈവരിക്കുന്നു (ഏകദേശം 8 RNA പകർപ്പുകൾ/μl; ഊഷ്മാവിൽ <1 മണിക്കൂർ) [112]. CATCH പോർട്ടബിൾ LOCC-യുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു കൂടാതെ മികച്ച പ്രകടനം കൈവരിക്കുന്നു (ഏകദേശം 8 RNA പകർപ്പുകൾ/μl; ഊഷ്മാവിൽ <1 മണിക്കൂർ) [112]. കണ്ടെത്തുക CATCH പോർട്ടബിൾ LOCC-യുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു കൂടാതെ മികച്ച ത്രൂപുട്ട് നൽകുന്നു (ഏകദേശം 8 RNA പകർപ്പുകൾ/µl; <1 h മുറിയിലെ താപനില) [112]. പിടികൂടുക പിടികൂടുക ക്യാച്ച് സോവ്മെസ്‌റ്റിം സ്‌പോർടൈവ്‌നിമി LOCC ആൻഡ് ഒബ്‌ലഡേറ്റ് പ്രെവോസ്‌ഹോഡ്‌നോയ് പ്രോയ്‌സ്‌വോഡിറ്റേൾനോസ്‌റ്റി (പ്രാഥമികം 8 കോപ്പി]1 CATCH പോർട്ടബിൾ LOCC-കൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ് കൂടാതെ മികച്ച പ്രകടനവുമുണ്ട് (ഏകദേശം 8 RNA കോപ്പികൾ/µl; < 1 മണിക്കൂർ ഊഷ്മാവിൽ) [112].കൂടാതെ, മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിനായുള്ള LOCC ഉപകരണങ്ങൾ വാക്വം, സ്ട്രെച്ച്, ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡുകൾ തുടങ്ങിയ ചില ചാലകശക്തികളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.കാങ് തുടങ്ങിയവർ.[113] ഒരു വാക്വം പ്ലാസ്മോണിക് ലിക്വിഡ് പിസിആർ ചിപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ഫീൽഡിൽ COVID-19 ന്റെ വേഗത്തിലും അളവിലും രോഗനിർണ്ണയത്തിനായി ഒരു തത്സമയ, അൾട്രാ ഫാസ്റ്റ് നാനോപ്ലാസ്മ-ഓൺ-എ-ചിപ്പ് PCR പ്രദർശിപ്പിച്ചു.ലീ തുടങ്ങിയവർ.[114] പിന്നീട് സ്ട്രെച്ച്-ഡ്രവൺ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അത് COVID-19 രോഗനിർണയം സാധ്യമാക്കി.ഒരു സാമ്പിൾ ഗുണപരമായി പോസിറ്റീവ് ആണോ നെഗറ്റീവ് ആണോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്ലാറ്റ്ഫോം RT-LAMP ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നു.തുടർന്ന്, രാമചന്ദ്രൻ തുടങ്ങിയവർ.[115] മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സിൽ നടപ്പിലാക്കിയ സെലക്ടീവ് അയോൺ ഫോക്കസിംഗ് ടെക്നിക് ആയ ഐസോട്ടാക്കോഫോറെസിസ് (ITP) ഉപയോഗിച്ച് ഉചിതമായ വൈദ്യുത ഫീൽഡ് ഗ്രേഡിയന്റുകൾ നേടിയെടുത്തു.ITP ഉപയോഗിച്ച്, അസംസ്കൃത നാസോഫറിംഗൽ സ്വാബ് സാമ്പിളുകളിൽ നിന്നുള്ള ടാർഗെറ്റ് ആർഎൻഎ സ്വയമേവ ശുദ്ധീകരിക്കാൻ കഴിയും.തുടർന്ന് രാമചന്ദ്രൻ തുടങ്ങിയവർ.[115] ഈ ITP ശുദ്ധീകരണം ITP- മെച്ചപ്പെടുത്തിയ LAMP, CRISPR എന്നിവയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, ഏകദേശം 35 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ മനുഷ്യ നാസോഫറിംഗിയൽ സ്വാബിലും ക്ലിനിക്കൽ സ്പെസിമിനലുകളിലും SARS-CoV-2 കണ്ടെത്തി.കൂടാതെ, പുതിയ ആശയങ്ങൾ നിരന്തരം ഉയർന്നുവരുന്നു.ജാദവ് തുടങ്ങിയവർ.[116] ലംബമായി ഓറിയന്റഡ് സ്വർണ്ണം/വെള്ളി പൂശിയ കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഡിസ്പോസിബിൾ ഇലക്ട്രോസ്പൺ മൈക്രോ/നാനോട്യൂബുകൾ എന്നിവ അടങ്ങിയ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണവുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഉപരിതല മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാമൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് സ്കീം നിർദ്ദേശിച്ചു.മെംബ്രൺ-ഫംഗ്ഷണലൈസ്ഡ് ബിൽറ്റ്-ഇൻ ഫിൽട്ടർ മൈക്രോചാനലുകൾ ഡിസ്പോസിബിൾ ആണ്.ഉമിനീർ, നാസോഫറിനക്സ്, കണ്ണുനീർ തുടങ്ങിയ വിവിധ ശരീരദ്രവങ്ങൾ/പുറന്തള്ളലുകൾ എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള വൈറസുകളെ ഉപകരണം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.അങ്ങനെ, വൈറസ് ടൈറ്റർ സമൃദ്ധമാണ്, രാമൻ ഒപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് വൈറസിനെ കൃത്യമായി തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും.
LOAD എന്നത് ഒരു അപകേന്ദ്രമായ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമാണ്, അതിൽ എല്ലാ പ്രക്രിയകളും ഒരു മൈക്രോസ്ട്രക്ചേർഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനെ കറക്കുന്ന ഒരു ഫ്രീക്വൻസി പ്രോട്ടോക്കോൾ വഴി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു [110].ഒരു പ്രധാന ചാലകശക്തിയായി അപകേന്ദ്രബലം ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ് LOAD ഉപകരണത്തിന്റെ സവിശേഷത.ദ്രാവകങ്ങൾ കാപ്പിലറി, യൂലർ, കോറിയോലിസ് ശക്തികൾക്കും വിധേയമാണ്.ഒരു സെൻട്രിഫ്യൂജ് ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച്, ഒരു റേഡിയൽ ഉള്ളിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്കുള്ള സ്ഥാനത്തേക്ക് തുടർച്ചയായ ദ്രാവക പ്രവർത്തനത്തിൽ വിശകലനങ്ങൾ നടത്തുന്നു, അധിക ബാഹ്യ ട്യൂബുകൾ, പമ്പുകൾ, ആക്യുവേറ്ററുകൾ, സജീവ വാൽവുകൾ എന്നിവയുടെ ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കുന്നു.ചുരുക്കത്തിൽ, ഒരൊറ്റ നിയന്ത്രണ രീതി പ്രവർത്തനത്തെ ലളിതമാക്കുന്നു.ലോഡ് സെന്ററിൽ നിന്ന് ഒരേ അകലത്തിൽ ഒരേ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചാനലിൽ ദ്രാവകത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശക്തികൾ തുല്യമാണ്, ഇത് ചാനൽ ഘടന ആവർത്തിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു.അങ്ങനെ, LOAD ഉപകരണങ്ങൾ പരമ്പരാഗത LOCC ഉപകരണങ്ങളേക്കാൾ ലളിതവും കൂടുതൽ ലാഭകരവുമാണ്, അതേസമയം പ്രതികരണങ്ങൾ വലിയതോതിൽ സ്വതന്ത്രവും സമാന്തരവുമാണ്;എന്നിരുന്നാലും, അപകേന്ദ്ര ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി കാരണം, ലഭ്യമായ ചിപ്പ് മെറ്റീരിയൽ പരിമിതമാണ്, ചെറിയ വോള്യങ്ങൾ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.കാറിലേക്ക്.അതേ സമയം, മിക്ക LOAD ഉപകരണങ്ങളും ഒറ്റ ഉപയോഗത്തിനായി മാത്രം രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, ഇത് വലിയ തോതിലുള്ള കണ്ടെത്തലിന് ചെലവേറിയതാണ് [96, 117, 118, 119].
സമീപ ദശകങ്ങളിൽ, ഏറ്റവും വാഗ്ദാനമായ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഉപകരണങ്ങളിലൊന്നായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്ന LOAD, ഗവേഷകരിൽ നിന്നും നിർമ്മാതാക്കളിൽ നിന്നും ഗണ്യമായ ശ്രദ്ധ നേടിയിട്ടുണ്ട്.അങ്ങനെ, LOAD ന് വ്യാപകമായ സ്വീകാര്യത ലഭിക്കുകയും സാംക്രമിക രോഗകാരികളുടെ [120, 121, 122, 123, 124] തന്മാത്രാ രോഗനിർണ്ണയത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്തു, പ്രത്യേകിച്ച് COVID-19 പൊട്ടിപ്പുറപ്പെടുന്ന സമയത്ത്.ഉദാഹരണത്തിന്, 2020 അവസാനത്തോടെ, Ji et al.[60] SARS-CoV-2, ഇൻഫ്ലുവൻസ A, B അണുബാധകൾ തൊണ്ടയിലെ സ്വാബ് സാമ്പിളുകളിൽ വേഗത്തിലും യാന്ത്രികമായും സമാന്തരമായി കണ്ടെത്തുന്നതിന് നേരിട്ടുള്ള RT-qPCR പരിശോധന നടത്തി.തുടർന്ന് സിയോങ് et al.[74] 40 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ SARS-CoV-2 ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഏഴ് മനുഷ്യ ശ്വസന കൊറോണ വൈറസുകൾ വേഗത്തിലും കൃത്യമായും ഒരേസമയം കണ്ടെത്തുന്നതിനായി ഒരു LAMP- സംയോജിത ഡിസ്കോയിഡ് മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്ഫോം അവതരിപ്പിച്ചു.2021-ന്റെ തുടക്കത്തിൽ, ഡി ഒലിവേര et al.[73] COVID-19 ന്റെ RT-LAMP തന്മാത്രാ രോഗനിർണ്ണയത്തിനായി, ഫിംഗർടിപ്പ് റൊട്ടേറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സ്വമേധയാ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പോളിസ്റ്റൈറൈൻ ടോണർ സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പ് പ്രദർശിപ്പിച്ചു.തുടർന്ന്, ഡിഗ്നൻ et al.[39] ബക്കൽ സ്വാബ് വിഭാഗങ്ങളിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് SARS-CoV-2 RNA ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിനായി ഒരു ഓട്ടോമേറ്റഡ് പോർട്ടബിൾ സെൻട്രിഫ്യൂജ് മൈക്രോ ഡിവൈസ് അവതരിപ്പിച്ചു.മെഡ്‌വെഡ് തുടങ്ങിയവർ.[53] ഒരു ഇൻലൈൻ SARS-CoV-2 എയറോസോൾ സാംപ്ലിംഗ് സിസ്റ്റം നിർദ്ദേശിച്ചു, ചെറിയ വോളിയം കറങ്ങുന്ന മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ഫ്ലൂറസന്റ് ചിപ്പ് 10 കോപ്പികൾ/μL, ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സൈക്കിൾ ത്രെഷോൾഡ് 15 മിനിറ്റ്.സുവാരസ് തുടങ്ങിയവർ.[75] LAMP ഉപയോഗിച്ച് ചൂട്-നിർജ്ജീവമാക്കിയ നാസോഫറിംഗൽ സ്വാബ് സാമ്പിളുകളിൽ SARS-CoV-2 RNA നേരിട്ട് കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഒരു സംയോജിത മോഡുലാർ സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം വികസിപ്പിച്ചതായി അടുത്തിടെ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.ഈ ഉദാഹരണങ്ങൾ COVID-19-ന്റെ മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്‌നോസ്റ്റിക്‌സിലെ ലോഡിന്റെ മികച്ച നേട്ടങ്ങളും വാഗ്ദാനങ്ങളും തെളിയിക്കുന്നു.
1945-ൽ മുള്ളറും ക്ലെഗും [125] ആദ്യമായി ഫിൽട്ടർ പേപ്പറും പാരഫിനും ഉപയോഗിച്ച് പേപ്പറിൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചാനലുകൾ അവതരിപ്പിച്ചു.2007-ൽ, വൈറ്റ്സൈഡ്സ് ഗ്രൂപ്പ് [126] പ്രോട്ടീൻ, ഗ്ലൂക്കോസ് പരിശോധനയ്ക്കായി ആദ്യത്തെ ഫങ്ഷണൽ പേപ്പർ പ്ലാറ്റ്ഫോം സൃഷ്ടിച്ചു.മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്‌സിന് അനുയോജ്യമായ ഒരു അടിവസ്ത്രമായി പേപ്പർ മാറിയിരിക്കുന്നു.ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റിയും പോറസ് ഘടനയും, മികച്ച ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റി, ഭാരം കുറഞ്ഞതും, വഴക്കവും, ഫോൾഡബിലിറ്റിയും, കുറഞ്ഞ ചെലവും, ഉപയോഗ എളുപ്പവും സൗകര്യവും പോലെയുള്ള അന്തർലീനമായ ഗുണങ്ങൾ പേപ്പറിനുണ്ട്.ക്ലാസിക്കൽ µPAD-കളിൽ പേപ്പർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ നിർമ്മിച്ച ഹൈഡ്രോഫിലിക്/ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഘടനകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.ത്രിമാന ഘടനയെ ആശ്രയിച്ച്, μPAD-കളെ ദ്വിമാന (2D), ത്രിമാന (3D) μPAD-കളായി തിരിക്കാം.മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചാനലുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഹൈഡ്രോഫോബിക് അതിരുകൾ രൂപപ്പെടുത്തിയാണ് 2D µPAD-കൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്, അതേസമയം 3D µPAD-കൾ സാധാരണയായി 2D മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പേപ്പറിന്റെ പാളികളിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്, ചിലപ്പോൾ പേപ്പർ ഫോൾഡിംഗ്, സ്ലിപ്പ് ടെക്നിക്കുകൾ, ഓപ്പൺ ചാനലുകൾ, 3D പ്രിന്റിംഗ് എന്നിവയിലൂടെയാണ് [96].μPAD-ലെ ജലീയമോ ജൈവികമോ ആയ ദ്രാവകങ്ങൾ പ്രാഥമികമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ഒരു ബാഹ്യ പവർ സ്രോതസ്സില്ലാതെ കാപ്പിലറി ഫോഴ്‌സാണ്, ഇത് റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രീ-സ്റ്റോറേജ്, സാമ്പിൾ കൈകാര്യം ചെയ്യൽ, മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് കണ്ടെത്തൽ എന്നിവ സുഗമമാക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, കൃത്യമായ ഫ്ലോ നിയന്ത്രണവും മൾട്ടിപ്ലക്സ് കണ്ടെത്തലും അപര്യാപ്തമായ കണ്ടെത്തൽ വേഗത, സംവേദനക്ഷമത, പുനരുപയോഗക്ഷമത എന്നിവ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു [96, 127, 128, 129, 130].
അസാധാരണമായ ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം എന്ന നിലയിൽ, HCV, HIV, SARS-CoV-2 [131, 132] പോലുള്ള സാംക്രമിക രോഗങ്ങളുടെ തന്മാത്രാ രോഗനിർണ്ണയത്തിനായി μPAD വ്യാപകമായി പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.HCV യുടെ സെലക്ടീവും സെൻസിറ്റീവും ആയ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്, Tengam et al.[133] പൈറോളിഡിനൈൽ പെപ്റ്റൈഡിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വളരെ നിർദ്ദിഷ്ട ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് പ്രോബ് ഉപയോഗിച്ച് ഫ്ലൂറസെന്റ് പേപ്പറിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു നോവൽ ബയോസെൻസർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.അമിനോ ഗ്രൂപ്പുകൾക്കും ആൽഡിഹൈഡ് ഗ്രൂപ്പുകൾക്കുമിടയിൽ റിഡക്റ്റീവ് ആൽക്കൈലേഷൻ വഴി ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ ഭാഗികമായി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്ത സെല്ലുലോസ് പേപ്പറിൽ സഹസംയോജകമായി നിശ്ചലമാക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ കണ്ടെത്തൽ ഫ്ലൂറസെൻസ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.ഈ സിഗ്നലുകൾ സെൽ ഫോൺ ക്യാമറയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് പോർട്ടബിൾ ഫ്ലൂറസെന്റ് ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് പ്രത്യേകം നിർമ്മിച്ച ഗാഡ്‌ജെറ്റിന് വായിക്കാൻ കഴിയും.തുടർന്ന്, ലു et al.[134] നിക്കൽ/ഗോൾഡ് നാനോപാർട്ടിക്കിൾസ്/കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ/പോളി വിനൈൽ ആൽക്കഹോൾ ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് ചട്ടക്കൂട് എന്നിവയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഡിഎൻഎ റെഡോക്‌സ് സൂചകമായി മെത്തിലീൻ ബ്ലൂ ഉപയോഗിച്ച് ഡിഎൻഎ ഹൈബ്രിഡൈസേഷൻ വഴി എച്ച്ഐവി ടാർഗെറ്റ് കണ്ടെത്തുന്നതിനായി പേപ്പർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫ്ലെക്സിബിൾ ഇലക്ട്രോഡ് രൂപകല്പന ചെയ്തു.അടുത്തിടെ, ചൗധരി et al.[135] LAMP-ഉം COVID-19 വിശകലനം കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള പോർട്ടബിൾ ഇമേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും സംയോജിപ്പിച്ച് അസംസ്കൃത രോഗിയുടെ ഉമിനീർ ഉപയോഗിച്ച് പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ µPAD ടെസ്റ്റിംഗിനായി ഒരു സാങ്കൽപ്പിക പ്ലാറ്റ്ഫോം ഡിസൈൻ അവതരിപ്പിച്ചു.
ലാറ്ററൽ ഫ്ലോ ടെസ്റ്റുകൾ കാപ്പിലറി ബലങ്ങളാൽ ദ്രാവകങ്ങളെ നയിക്കുകയും പോറസ് അല്ലെങ്കിൽ മൈക്രോസ്ട്രക്ചേർഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ ഈർപ്പവും സവിശേഷതകളും ഉപയോഗിച്ച് ദ്രാവക ചലനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ലാറ്ററൽ ഫ്ലോ ഉപകരണങ്ങളിൽ സാമ്പിൾ, കൺജഗേറ്റ്, ഇൻകുബേറ്റർ ആൻഡ് ഡിറ്റക്ഷൻ, അബ്സോർബന്റ് പാഡുകൾ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.LFA-യിലെ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് തന്മാത്രകൾ ബൈൻഡിംഗ് സൈറ്റിൽ മുൻകൂട്ടി സംഭരിക്കുകയും കോംപ്ലക്സുകളായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ബൈൻഡറുകളെ തിരിച്ചറിയുന്നു.ഇൻകുബേഷൻ, ഡിറ്റക്ഷൻ പ്ലേറ്റുകൾ എന്നിവയിലൂടെ ദ്രാവകം കടന്നുപോകുമ്പോൾ, ടെസ്റ്റ്, കൺട്രോൾ ലൈനുകളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ക്യാപ്‌ചർ തന്മാത്രകൾ കോംപ്ലക്സുകൾ പിടിച്ചെടുക്കുന്നു, നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് നേരിട്ട് വായിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.സാധാരണഗതിയിൽ, LFA 2-15 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ പൂർത്തിയാക്കാൻ കഴിയും, ഇത് പരമ്പരാഗത കണ്ടെത്തലിനേക്കാൾ വേഗതയുള്ളതാണ്.പ്രത്യേക സംവിധാനം കാരണം, എൽഎഫ്എയ്ക്ക് കുറച്ച് പ്രവർത്തനങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്, അധിക ഉപകരണങ്ങൾ ആവശ്യമില്ല, ഇത് വളരെ ഉപയോക്തൃ സൗഹൃദമാക്കുന്നു.ഇത് നിർമ്മിക്കാനും ചെറുതാക്കാനും എളുപ്പമാണ്, പേപ്പർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അടിവസ്ത്രങ്ങളുടെ വില കുറവാണ്.എന്നിരുന്നാലും, ഇത് ഗുണപരമായ വിശകലനത്തിന് മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ, അളവ് കണ്ടെത്തൽ വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കൂടാതെ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് കഴിവും ത്രോപുട്ടും വളരെ പരിമിതമാണ്, കൂടാതെ ഒരു സമയത്ത് മതിയായ ഒരു ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് മാത്രമേ കണ്ടെത്താൻ കഴിയൂ [96,110,127].
എൽഎഫ്എയുടെ മിക്ക പ്രയോഗങ്ങളും രോഗപ്രതിരോധസംവിധാനങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പുകളിലെ മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിനായി എൽഎഫ്എയുടെ ഉപയോഗവും ഫലപ്രദവും ജനപ്രിയവുമാണ് [136].ഹെപ്പറ്റൈറ്റിസ് ബി വൈറസിന്റെ കാര്യത്തിൽ, HIV, SARS-CoV-2 LFA Gong et al.[137] ഒരു അപ്-കൺവേർഷൻ നാനോപാർട്ടിക്കിൾ എൽഎഫ്എ പ്ലാറ്റ്‌ഫോം നിർദ്ദേശിക്കുകയും എച്ച്ബിവി ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് പോലുള്ള ഒന്നിലധികം ടാർഗെറ്റുകളുടെ സെൻസിറ്റീവും ക്വാണ്ടിറ്റേറ്റീവ് ഡിറ്റക്ഷനിലൂടെയും ഈ ചെറുകിട, പോർട്ടബിൾ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ വൈവിധ്യം പ്രകടമാക്കുകയും ചെയ്തു.കൂടാതെ, Fu et al.[138] കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയിൽ എച്ച്ഐവി-1 ഡിഎൻഎയുടെ അളവ് വിശകലനത്തിനായി ഉപരിതല മെച്ചപ്പെടുത്തിയ രാമൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു നോവൽ LFA പ്രദർശിപ്പിച്ചു.SARS-CoV-2 വേഗത്തിലും സെൻസിറ്റീവിലും കണ്ടെത്തുന്നതിന്, ലിയു et al.[85] ആർടി-ആർപിഎയും സാർവത്രിക ലാറ്ററൽ ഫ്ലോ ഡിറ്റക്ഷൻ സിസ്റ്റവും സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരൊറ്റ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സിസ്റ്റമാക്കി ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്-ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ആർപിഎ ലാറ്ററൽ ഫ്ലോ വിശകലനം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.
വിവിധ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ പ്രയോഗം നിർദ്ദിഷ്ട പഠനങ്ങളെ ആശ്രയിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു, പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ കഴിവുകളും നേട്ടങ്ങളും പൂർണ്ണമായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.താങ്ങാനാവുന്ന വിലയുള്ള വാൽവുകളും പമ്പുകളും ഡക്‌റ്റുകളും ഉള്ളതിനാൽ, വികസനത്തിനുള്ള ഏറ്റവും വലിയ ഇടമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷൻ വൈവിധ്യത്തിനും പരസ്പര പ്രവർത്തനത്തിനുമുള്ള ഏറ്റവും സമഗ്രമായ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമാണ് LOCC.അതിനാൽ, ആദ്യ ശ്രമമെന്ന നിലയിൽ ഏറ്റവും പുതിയ പഠനങ്ങൾ LOCC-ൽ നടത്തുമെന്നും സാഹചര്യങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യണമെന്നും ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുകയും ശുപാർശ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.കൂടാതെ, കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും കൃത്യവുമായ രീതികൾ സിസ്റ്റത്തിൽ കണ്ടെത്തുകയും ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.നിലവിലുള്ള LOCC ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ദ്രാവകങ്ങളുടെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണത്തിൽ LOAD മികവ് പുലർത്തുന്നു, കൂടാതെ ബാഹ്യ ഡ്രൈവുകളുടെ ആവശ്യമില്ലാതെ അപകേന്ദ്രബലം ഉപയോഗിച്ച് സിംഗിൾ ഡ്രൈവുകളിൽ അതുല്യമായ നേട്ടങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, അതേസമയം സമാന്തര പ്രതികരണങ്ങൾ വേർതിരിക്കുകയും സമന്വയിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യാം.അങ്ങനെ, ഭാവിയിൽ, കുറഞ്ഞ മാനുവൽ പ്രവർത്തനങ്ങളും കൂടുതൽ പക്വവും ഓട്ടോമേറ്റഡ് സാങ്കേതികവിദ്യകളും ഉള്ള പ്രധാന മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമായി LOAD മാറും.µPAD പ്ലാറ്റ്‌ഫോം LOCC യുടെയും പേപ്പർ അധിഷ്‌ഠിത സാമഗ്രികളുടെയും ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിച്ച് കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ ഒറ്റത്തവണ ഉപയോഗ ഡയഗ്‌നോസ്റ്റിക്‌സ് ചെയ്യുന്നു.അതിനാൽ, ഭാവി വികസനം സൗകര്യപ്രദവും സുസ്ഥിരവുമായ സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കണം.കൂടാതെ, സാമ്പിൾ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കാനും കണ്ടെത്തൽ വേഗത്തിലാക്കാനും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന LFA നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് കണ്ടെത്തുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണ്.വിശദമായ പ്ലാറ്റ്ഫോം താരതമ്യം പട്ടിക 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഡിജിറ്റൽ വിശകലനങ്ങൾ സാമ്പിളിനെ നിരവധി മൈക്രോ റിയാക്ടറുകളായി വിഭജിക്കുന്നു, അവയിൽ ഓരോന്നിനും പ്രത്യേക എണ്ണം തന്മാത്രകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു [139, 140].തുടർച്ചയായ ഘട്ടത്തിലല്ല, മൈക്രോൺ സ്കെയിൽ കമ്പാർട്ടുമെന്റുകളിൽ ആയിരക്കണക്കിന് സമാന്തര ബയോകെമിക്കൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ ഒരേസമയം വ്യക്തിഗതമായി നടത്തുന്നതിലൂടെ കേവല അളവ് നടത്തുന്നതിന് ഡിജിറ്റൽ പരിശോധനകൾ കാര്യമായ നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.പരമ്പരാഗത മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, കമ്പാർട്ട്മെന്റ് പ്രതികരണങ്ങൾക്ക് സാമ്പിൾ വോളിയം കുറയ്ക്കാനും പ്രതിപ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ചാനലുകൾ, പമ്പുകൾ, വാൽവുകൾ, കോം‌പാക്റ്റ് ഡിസൈനുകൾ എന്നിവയുടെ ആവശ്യമില്ലാതെ മറ്റ് വിശകലന രീതികളുമായി എളുപ്പത്തിൽ സംയോജിപ്പിക്കാനും കഴിയും [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147] .കോശങ്ങൾ, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ, മറ്റ് കണികകൾ അല്ലെങ്കിൽ തന്മാത്രകൾ എന്നിവ പോലുള്ള റിയാക്ടറുകളും സാമ്പിളുകളും ഉൾപ്പെടെയുള്ള പരിഹാരങ്ങളുടെ ഏകീകൃതവും കൃത്യവുമായ വേർതിരിവ് നേടുന്നതിന് ഡിജിറ്റൽ പരിശോധനകളിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന രണ്ട് രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു: (1) ലിക്വിഡ് ഇന്റർഫേസ് അസ്ഥിരത ചൂഷണം ചെയ്യുന്ന എമൽഷനുകൾ ഡ്രോപ്പ് ചെയ്യുക;(2) ഉപകരണത്തിന്റെ ജ്യാമിതീയ നിയന്ത്രണങ്ങളാൽ അറേ വിഭജനം നടത്തുന്നു.ആദ്യ രീതിയിൽ, മൈക്രോചാനലുകളിൽ റിയാക്ടറുകളും സാമ്പിളുകളും അടങ്ങിയ തുള്ളികൾ കോ-കറന്റ്, ക്രോസ്ഫ്ലോ, ഫ്ലോ ഫോക്കസിംഗ്, സ്റ്റേജ്ഡ് എമൽസിഫിക്കേഷൻ, മൈക്രോചാനൽ എമൽസിഫിക്കേഷൻ, മെംബ്രണുകൾ എന്നിവയിലൂടെ വിസ്കോസ് ഷിയർ ഫോഴ്‌സിലൂടെയും ചാനൽ മാറ്റത്തോടുകൂടിയ എമൽസിഫിക്കേഷനിലൂടെയും സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.പ്രാദേശികവൽക്കരണം [143, 145, 146, 148, 149] അല്ലെങ്കിൽ സജീവമായ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് [150, 151], വൈദ്യുത, ​​കാന്തിക, താപ, മെക്കാനിക്കൽ നിയന്ത്രണം വഴി അധിക ഊർജ്ജം അവതരിപ്പിക്കുന്നു.പിന്നീടുള്ള സമീപനത്തിൽ, മൈക്രോപിറ്റുകളും ഉപരിതല ശ്രേണികളും [152,153,154] പോലെയുള്ള ഒരേ വലുപ്പത്തിലുള്ള സ്പേഷ്യൽ ഘടനകൾ നിലനിർത്തുന്നതിലൂടെ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് അറകളിലെ മികച്ച ദ്രാവക വോളിയം ഏകീകൃതത പങ്കിടുന്നു.ഡിജിറ്റൽ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക്സ് (ഡിഎംഎഫ്) അടിസ്ഥാനമാക്കി ഇലക്ട്രോഡ് അറേകളിൽ സൃഷ്ടിക്കാനും കൈകാര്യം ചെയ്യാനും കഴിയുന്ന പ്രധാന ഫ്ലോ സെക്ഷനുകളാണ് തുള്ളികൾ എന്നത് ശ്രദ്ധേയമാണ്.ഡൈഇലക്‌ട്രിക്‌സിന്റെ ഇലക്‌ട്രോവെറ്റിംഗ് ഏറ്റവും നന്നായി പഠിച്ച DMF സിദ്ധാന്തങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്, കാരണം ഡൈഇലക്‌ട്രിക്‌സിന്റെ ഇലക്‌ട്രോവെറ്റിംഗ് വ്യക്തിഗത തുള്ളികളുടെ കൃത്യമായ കൃത്രിമത്വം അനുവദിക്കുന്നു, വിവിധ വശങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന ദ്രാവകത്തിന്റെയും അസമമായ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളുടെയും ആകൃതി നിയന്ത്രിക്കുന്നു [141, 144].ഡിഎംഎഫിലെ തുള്ളികളുള്ള പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ സോർട്ടിംഗ്, വിഭജനം, ലയിപ്പിക്കൽ [151, 155, 156] ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇത് വിവിധ വിശകലന മേഖലകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് തന്മാത്രാ കണ്ടെത്തലിൽ [157, 158, 159] പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും.
ഹൈ-ത്രൂപുട്ട് സീക്വൻസിംഗിനും ലിക്വിഡ് ബയോപ്‌സിക്കും സമാന്തരമായി പരമ്പരാഗത PCR, ക്വാണ്ടിറ്റേറ്റീവ് റിയൽ-ടൈം PCR (qPCR) എന്നിവയെ പിന്തുടരുന്ന മൂന്നാം തലമുറ മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ഡിജിറ്റൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തൽ.കഴിഞ്ഞ രണ്ട് ദശകങ്ങളിൽ, പകർച്ചവ്യാധി രോഗകാരികളുടെ തന്മാത്രാ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ് മേഖലയിൽ ഡിജിറ്റൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ അതിവേഗം വികസിച്ചു [160, 161, 162].ഡിജിറ്റൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ഡിറ്റക്ഷന്റെ സമ്പൂർണ്ണ അളവ് ആരംഭിക്കുന്നത് സാമ്പിളുകളും റിയാക്ടറുകളും വ്യക്തിഗത കമ്പാർട്ടുമെന്റുകളിലേക്ക് പാക്ക് ചെയ്യുന്നതിലൂടെയാണ്.സൈദ്ധാന്തികമായി, ഓരോ വിഭാഗത്തിനും ഒന്നിലധികം ടാർഗെറ്റ് സീക്വൻസുകൾ നൽകിയേക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സ്വതന്ത്ര മൈക്രോ റിയാക്ഷൻ സിസ്റ്റം ഇല്ലായിരിക്കാം.മുകളിൽ വിവരിച്ച വിവിധ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങളിലൂടെ, ഒരു നിശ്ചിത പരിധിക്ക് മുകളിലുള്ള സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന മൈക്രോബയൽ ടാർഗെറ്റ് സീക്വൻസുകളുള്ള കമ്പാർട്ടുമെന്റുകൾ നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ടോ ഒരു യന്ത്രം കൊണ്ടോ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുകയും പോസിറ്റീവ് എന്ന് ലേബൽ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം പരിധിക്ക് താഴെയുള്ള സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന മറ്റ് കമ്പാർട്ടുമെന്റുകൾ പോസിറ്റീവ് എന്ന് ലേബൽ ചെയ്യുന്നു. .നെഗറ്റീവ് ആയവ, ഓരോ വിഭാഗത്തിനും സിഗ്നലിനെ ഒരു ബൂളിയൻ ആക്കുന്നു.അങ്ങനെ, സൃഷ്ടിച്ച കമ്പാർട്ടുമെന്റുകളുടെ എണ്ണവും പ്രതികരണത്തിന് ശേഷമുള്ള പോസിറ്റീവ് ഫലങ്ങളുടെ നിരക്കും കണക്കാക്കുന്നതിലൂടെ, സാധാരണ അളവിലുള്ള വിശകലനങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമായ ഒരു സാധാരണ വക്രത്തിന്റെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ പോയ്സൺ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് ടെസ്റ്റ് സാമ്പിളുകളുടെ യഥാർത്ഥ പകർപ്പുകൾ പൊരുത്തപ്പെടുത്താനാകും. qPCR ആയി.[163] പരമ്പരാഗത മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഡിജിറ്റൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ഡിറ്റക്ഷന് ഉയർന്ന തോതിലുള്ള ഓട്ടോമേഷൻ, ഉയർന്ന വിശകലന വേഗതയും സംവേദനക്ഷമതയും, കുറച്ച് റിയാക്ടറുകൾ, കുറവ് മലിനീകരണം, ലളിതമായ രൂപകൽപ്പനയും നിർമ്മാണവും എന്നിവയുണ്ട്.ഇക്കാരണങ്ങളാൽ, SARS-CoV-2 ന്റെ ഗുരുതരമായ പൊട്ടിത്തെറിയുടെ സമയത്ത്, ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും സിഗ്നൽ റീഡൗട്ട് ടെക്നിക്കുകളും സംയോജിപ്പിച്ച്, മോളിക്യുലാർ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിനായി ഡിജിറ്റൽ അസ്സെകളുടെ ഉപയോഗം, പ്രത്യേകിച്ച് ഡ്രോപ്പ്-ബേസ്ഡ് രീതികൾ, നന്നായി പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്.ഉദാഹരണത്തിന്, Yin et al.[164] ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പിൽ SARS-CoV-2 ലെ ORF1ab, N, RNase P ജീനുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഡ്രോപ്ലെറ്റ് ഡിജിറ്റൽ, ഫാസ്റ്റ് PCR രീതികൾ സംയോജിപ്പിച്ചു.115 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ ഒരു പോസിറ്റീവ് സിഗ്നൽ തിരിച്ചറിയാൻ സിസ്റ്റത്തിന് കഴിഞ്ഞു, ഇത് പരമ്പരാഗത പിസിആറിനേക്കാൾ വേഗതയുള്ളതാണ്, ഇത് പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ ഡിറ്റക്ഷനിലെ അതിന്റെ ഫലപ്രാപ്തിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു (ചിത്രം 7a).ഡോങ് തുടങ്ങിയവർ.[165], Sow et al.[157], ചെൻ et al.[166] ആൾട്ടേരി et al.[167] ശ്രദ്ധേയമായ ഫലങ്ങളോടെ ഒരു മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് സിസ്റ്റത്തിൽ SARS-CoV-2 കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഡ്രോപ്ലെറ്റ് ഡിജിറ്റൽ PCR (ddPCR) പ്രയോഗിച്ചു.കണ്ടെത്തൽ നിരക്ക് കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, ഷെൻ et al.[168] ഇമേജ് സ്റ്റിച്ചിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കാതെ 15 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ ഡിഡിപിസിആർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചിപ്പ് ഇമേജിംഗ് നേടി, ലാബിൽ നിന്ന് ആപ്ലിക്കേഷനിലേക്കുള്ള ഡിഡിപിസിആർ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയ വേഗത്തിലാക്കി.പിസിആർ പോലുള്ള തെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ രീതികൾ മാത്രമല്ല, പ്രതികരണ സാഹചര്യങ്ങളും വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണവും ലളിതമാക്കാൻ ഐസോതെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ രീതികളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.ലു തുടങ്ങിയവർ.[71] ഡ്രോപ്ലെറ്റ് വിശകലനത്തിനായി SlipChip വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, ഒരു ഘട്ടത്തിൽ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിൽ വിവിധ വലുപ്പത്തിലുള്ള തുള്ളികൾ സൃഷ്ടിക്കാനും ഡിജിറ്റൽ LAMP (ചിത്രം 7b) ഉപയോഗിച്ച് SARS-CoV-2 ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ അളക്കാനും കഴിയും.അതിവേഗം വികസിക്കുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യ എന്ന നിലയിൽ, അധിക ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് സ്റ്റെയിനുകൾ ആവശ്യമില്ലാതെ സൗകര്യപ്രദമായ കളർമെട്രിക് ഇമേജിംഗിലൂടെ ഡിജിറ്റൽ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തുന്നതിൽ CRISPR-ന് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കാനാകും.അക്കർമാൻ et al.ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ മൾട്ടിപ്ലക്സ് മൂല്യനിർണ്ണയത്തിനായി ഒരു കോമ്പിനേറ്റോറിയൽ മാട്രിക്സ് പ്രതികരണം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.[158] ഒരു മൈക്രോവെൽ പരിശോധനയിൽ CRISPR-Cas13 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ഡിറ്റക്ഷൻ റിയാജന്റുകൾ അടങ്ങിയ തുള്ളികളിൽ SARS-CoV-2 ഉൾപ്പെടെ 169 മനുഷ്യ-അനുബന്ധ വൈറസുകൾ കണ്ടെത്തി (ചിത്രം 7c).കൂടാതെ, ഒരേ സിസ്റ്റത്തിൽ ഐസോതെർമൽ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും CRISPR സാങ്കേതികവിദ്യയും രണ്ടിന്റെയും ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.പാർക്ക് തുടങ്ങിയവർ.[169] ഒരു CRISPR/Cas12a ഡിജിറ്റൽ വിശകലനം ഒരു വാണിജ്യ മൈക്രോഫ്ലൂയിഡിക് ചിപ്പിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, വേർതിരിച്ചെടുത്തതും താപം നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നതുമായ SARS-CoV-2-നെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ഒറ്റ-ഘട്ട RT-RPA-യെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ചെറുതും ഉയർന്നതുമായ സിഗ്നൽ-ടു-പശ്ചാത്തല കണ്ടെത്തൽ. സമയ അനുപാതം., വിശാലമായ ഡൈനാമിക് ശ്രേണിയും മികച്ച സംവേദനക്ഷമതയും (ചിത്രം 7d).ഈ ഉദാഹരണങ്ങളുടെ ചില വിവരണങ്ങൾ പട്ടിക 3 ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു.
ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള സാധാരണ ഡിജിറ്റൽ പ്ലാറ്റ്ഫോം.a ദ്രുത ഡിജിറ്റൽ പിസിആർ വർക്ക്ഫ്ലോയിൽ നാല് പ്രധാന ഘട്ടങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു: സാമ്പിൾ തയ്യാറാക്കൽ, പ്രതികരണ മിശ്രിതത്തിന്റെ വിതരണം, ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ, ടാർഗെറ്റ് അളവ് ([164] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).b ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിൽ തുള്ളികൾ രൂപപ്പെടുന്നതിന് SlipChip ഡ്രോപ്ലെറ്റുകളുടെ വിശകലനം കാണിക്കുന്ന സ്കീമാറ്റിക് ([71] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).c CARMEN-Cas വർക്ക്ഫ്ലോ ഡയഗ്രം13 ([158] ൽ നിന്ന് അനുരൂപമാക്കിയത്).d ഒരു പാത്രത്തിൽ CRISPR/Cas ഉപയോഗിച്ചുള്ള വിപുലമായ ഡിജിറ്റൽ വൈറസ് കണ്ടെത്തലിന്റെ അവലോകനം ([169] ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത്).W/O വാട്ടർ-ഇൻ-ഓയിൽ, പോളിഡിമെഥിൽസിലോക്സെയ്ൻ PDMS, PCR പോളിമറേസ് ചെയിൻ പ്രതികരണം, DAQ ഡാറ്റ ശേഖരണം, PID ആനുപാതികമായ ഇന്റഗ്രൽ ഡെറിവേറ്റീവ്, മൾട്ടിപ്ലക്‌സ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് മൂല്യനിർണ്ണയത്തിനുള്ള CARMEN കോമ്പിനേറ്റോറിയൽ മാട്രിക്സ് പ്രതികരണം, SARS-CoV-2, കടുത്ത അക്യൂട്ട് റെസ്പിറേറ്ററി സിൻഡ്രോം, കൊറോണ വൈറസ് 2 സിൻഡ്രോം റിവേഴ്സ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റേസ് റീകോമ്പിനേസ് പോളിമറേസ്-ആർപിഎയുടെ ആർടി ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, പശ്ചാത്തലത്തിൽ എസ്/ബി സിഗ്നൽ