Name: microfluidic chip fabrication and method to detect influenza
Uploaded: 2013-03-26T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Chip Fabrication and Method to Detect Influenza at JoVE.com

Denna forskning stöddes av National Institutes of Health (NIH) bevilja R01 EB008268.

1. Chip Fabrication 12 <ol><li> Gör två plaketter från Zeonex 690R pellets: dela 8-9 gram Zeonex pellets jämnt i mitten av en metallplatta, förvärma den uppvärmda pressen vid 198 ° C i 5 minuter, och sedan använda trycket långsamt till 2.500 psi för en annan 5 minuter. För att slutföra det här steget har vi använt en Carver varmpress. </li><li> Prägla mikroflödessystem kanalen i plack med en epoxi mögel. Detaljer om formen tillverkning beskrivs på annat håll 12 (kanal design i...

<ol>
	<li>Nicholls, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pandemic+Influenza:+The+Inside+Story.">Pandemic Influenza: The Inside Story.</a> PLoS Biol. 4, (2006).</li><li>Wenzel, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+performance+determination+and+clinical+validation+of+the+novel+roche+realtime+ready+influenza+A/H1N1+detection+set.">Analytical performance determination and clinical validation of the novel roche realtime ready influenza A/H1N1 detection set.</a> Journal of Clinical Microbiology. 48, 3088-3094 (2010).</li><li>Chan, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+sensitivity+of+rapid+influenza+antigen+detection+tests+for+swine-origin+influenza+virus+(H1N1.">Analytical sensitivity of rapid influenza antigen detection tests for swine-origin influenza virus (H1N1.</a> Journal of Clinical Virology: the. 45, 205-207 (2009).</li><li>Ginocchio, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+multiple+test+methods+for+the+detection+of+the+novel+2009+influenza+A+(H1N1)+during+the+New+York+City+outbreak.">Evaluation of multiple test methods for the detection of the novel 2009 influenza A (H1N1) during the New York City outbreak.</a> Journal of. 45, 191-195 (2009).</li><li>Aeron, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+influenza+rapid+point-of-care+tests+in+the+detection+of+swine+lineage+A(H1N1)+influenza+viruses.">Performance of influenza rapid point-of-care tests in the detection of swine lineage A(H1N1) influenza viruses.</a> Influenza and Other Respiratory Viruses. 3, 171-176 (2009).</li><li>Takahashi, H., Otsuka, Y., Patterson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+tests+for+influenza+and+other+respiratory+viruses:+determining+performance+specifications+based+on+clinical+setting.">Diagnostic tests for influenza and other respiratory viruses: determining performance specifications based on clinical setting.</a> Journal of Infection and Chemotherapy. 16, 155-161 (2010).</li><li>Selvaraju, S. B., Selvarangan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Three+Influenza+A+and+B+Real-Time+Reverse+Transcription-PCR+Assays+and+a+New+2009+H1N1+Assay+for+Detection+of+Influenza+Viruses.">Evaluation of Three Influenza A and B Real-Time Reverse Transcription-PCR Assays and a New 2009 H1N1 Assay for Detection of Influenza Viruses.</a> Journal of Clinical Microbiology. 48, 3870-3875 (2009).</li><li>Northrup, M. A., Ching, M. T., White, R. M., Watson, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Transducer'93, seventh international conference on solid state sensors and actuators. , 924-926 (1993).</li><li>Bhattacharyya, A., Klapperich, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoplastic+microfluidic+device+for+on-chip+purification+of+nucleic+acids+for+disposable+diagnostics.">Thermoplastic microfluidic device for on-chip purification of nucleic acids for disposable diagnostics.</a> Analytical Chemistry. 78, 788-792 (2006).</li><li>Cao, Q., Kim, M. -. C., Klapperich, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plastic+microfluidic+chip+for+continuous-flow+polymerase+chain+reaction:+Simulations+and+experiments.">Plastic microfluidic chip for continuous-flow polymerase chain reaction: Simulations and experiments.</a> Biotechnology Journal. 6, 177-184 (1002).</li><li>Cao, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Chip+for+Molecular+Amplification+of+Influenza+A+RNA+in+Human+Respiratory+Specimens.">Microfluidic Chip for Molecular Amplification of Influenza A RNA in Human Respiratory Specimens.</a> PLoS ONE. 7, e33176 (2012).</li><li>R&#229;dstr&#246;m, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+and+Characterization+of+PCR-Inhibitory+Components+in+Blood+Cells.">Purification and Characterization of PCR-Inhibitory Components in Blood Cells.</a> J. Clin. Microbiol. 39, 485-493 (2001).</li><li>Boddinghaus, B., Wichelhaus, T. A., Brade, V., Bittner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+PCR+Inhibitors+by+Silica+Membranes:+Evaluating+the+Amplicor+Mycobacterium+tuberculosis+Kit.">Removal of PCR Inhibitors by Silica Membranes: Evaluating the Amplicor Mycobacterium tuberculosis Kit.</a> J. Clin. Microbiol. 39, 3750-3752 (2001).</li><li>Andreasen, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+microRNA+quantification+in+total+RNA+from+clinical+samples.">Improved microRNA quantification in total RNA from clinical samples.</a> Methods. 50, S6-S9 (2010).</li></ol>

Den diagnostiska metoden som presenteras här visar förmågan hos en integrerad mikroflödessystem plast chip för att förstärka influensa A RNA från patientprover med hög specificitet och låg detektionsgräns 13 Vi har utformat detta chip för potentiell vårdplatsen testning:. (A) temperatur och fluid kontroll förenklades, (b) chipet är låg kostnad och lämplig för hög kapacitet tillverkning med formsprutning, och (c) chipet är av engångstyp och avsedd för engångsbruk, vilket minskar den oro ...

Miljontals dödsfall har rapporterats under de tre influensapandemier av 20-talet 1. Dessutom var den senaste influensapandemin som deklarerats av Världshälsoorganisationen (WHO) 2 i 2009, och från och med 1 augusti, 2010, var 18.449 dödsfall rapporterats av WHO 3. Denna pandemi visade återigen den höga bördan av infektionssjukdomar, och behovet av en snabb och säker detektion av influensa att möjliggöra snabb sjukdom bekräftelse lämplig folkhälsoåtgärder och effektiv behandling 4. Det finns flera metoder ofta används för att diagnostisera influensa, dessa inkluderar snabba immunoanalyser, direkt fluorescerande antigen test (DFA) och viral odlingsmetoder. Snabba immunanalyser saknar dramatiskt känsligheten 5-8, medan de andra två metoderna arbetsintensiv och tidskrävande 9. Molekylära tester erbjuder flera fördelar inklusive en kort turn-around tid, hög sensitivity och högre specificitet. Flera kommersiella aktörer har arbetat för snabba molekylära tester (även kallad nukleinsyra tester eller NAT) för smittsamma sjukdomar och flera har influensa analyser i sina rörledningar. Men de flesta av dem kräver off-chip provberedning. Ingen av de kliniska ändringar Laboratory Improvement (CLIA) avstod molekylära tester införliva provberedning i analysen kassett eller modul. Lab-on-a-chip-teknik spelar en viktig roll i utvecklingen av point-of-care testanordningar. Efter införandet av den första PCR-chip i 1993 10, har många ansträngningar lagts på att utveckla nuklein marker stålbad. Men bara ett fåtal av dessa har inbyggd rått provberedning med nedströms förstärkning. Vi har tidigare visat att miniatyrisering av en fast fas-extraktionskolonn (SPE) i en plast mikrofluidisk brickan 11 och utvecklaning och optimering av ett kontinuerligt flöde PCR-chip 12. Här förlänger vi tidigare arbete att integrera SPE med RT och PCR steg i ett enda chip för klinisk diagnostik och visa sin förmåga att förstärka nukleinsyror från patientens nasofaryngeala (NP) kompresser och aspirat.

<table border="1"><tbody><tr><td> Namn på reagens / material </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td></tr><tr><td> 1-dodekanol </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 443.816-500G </td></tr><tr><td> 2,2-dimetoxi-2-fenylacetofenon </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 196.118-50G </td></tr><tr><td> 2100 Bioanalyzer </td><td> Agilent Technologies, Santa Clara, Kalifornien </td><td> G2943CA </td></tr><tr><td> 2-propanol </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 19.516 </td></tr><tr><td> Bensofenon </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 239.852-50G </td></tr><tr><td> BSA </td><td> Thermo Fisher Scientific, pittsburge, PA </td><td> A7979-50ML </td></tr><tr><td> Butylmetakrylat </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 235865-100 ml </td></tr><tr><td> Bärar-RNA </td&gt; <td> Qiagen, Valencia, CA </td><td> 1017647 </td></tr><tr><td> Cyklohexanol </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 105.899-1L </td></tr><tr><td> Etanol </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> E7023 </td></tr><tr><td> Etylendimetakrylat </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 335.861 </td></tr><tr><td> Etylenglykoldimetakrylat </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 335.681-100ML </td></tr><tr><td> Glasspruta 250 pl </td><td> Hamilton, Reno, NV </td><td> 81.127 </td></tr><tr><td> Guanidintiocyanat </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 50.981 </td></tr><tr><td> Hög känslighet DNA Kit </td><td> Agilent Technologies, Santa Clara, Kalifornien </td><td> 5067-4626 </td></tr><tr><td> Varmpress </td><td> Carver, Wabash, IN </td><td> 4386 </td></tr><tr><td> JB Weld Epoxi </td><td> McMaster-Carr, Elmhurst, IL </td><td> 7605A11 </td></tr><tr><td> Luer-Lok sprutor </td><td> BD-Medical, Franklin Lakes, NJ </td><td> 309.628 </td></tr><tr><td> Magnesiumklorid </td><td> Thermo Fisher Scientific, pittsburge, PA </td><td> AB-0359 </td></tr><tr><td> Metanol </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 494.437 </td></tr><tr><td> Metylmetakrylat </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> M55909 </td></tr><tr><td> Nanoport </td><td> Upchurch Scientific </td><td> N-333-01 </td></tr><tr><td> Nanoport Montering </td><td> Upchurch Scientific </td><td> F-120x </td></tr><tr><td> Nukleasfritt vatten </td><td> Thermo Fisher Scientific, pittsburge, PA </td><td> PR-P1193 </td></tr><tr><td> OneStep RT-PCR-kit </td><td> Qiagen, Valencia, CA </td><td> 210.210 </td></tr><tr><td> PEG8000 </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 41.009 </td></tr&gt; <tr><td> Strömförsörjning </td><td> VWR, Radnor, PA </td><td> 300V </td></tr><tr><td> RNAse Borta </td><td> Sigma-Aldrich, St Louis, MO </td><td> 83.931-250ML </td></tr><tr><td> RNASecure </td><td> Applied Biosystems, Foster City, Kalifornien </td><td> AM7005 </td></tr><tr><td> Kiseldioxid-mikrosfärer </td><td> Polysciences, Warrington, PA </td><td> 24.324-15 </td></tr><tr><td> Sprutpump </td><td> Harvard Apparatus, Holliston, MA </td><td> HA2000P/10 </td></tr><tr><td> Värmeledande tejp </td><td> McMaster-Carr, Elmhurst, IL </td><td> 6838A11 </td></tr><tr><td> Termoelement </td><td> Omega Engineering, Stamford, CT </td><td> 5SRTC-TT-J-40-36 </td></tr><tr><td> Tunnfilms-Värmare </td><td> Minco, Minneapolis, MN </td><td> HK5166R529L12A </td></tr><tr><td> Ultraviolett Crosslinker </td><td> UPV, Upland, Kalifornien </td><td> CL-1000 </td></tr><tr><td> Zeonex </td> &lt;td&gt; Zeon Chemicals, Louisville, KY </td><td> 690R </td></tr></tbody></table>

microfluidic chip fabrication and method to detect influenza

Snabba och effektiva diagnostik spelar en viktig roll i att kontrollera infektionssjukdomar genom att en effektiv behandling av patienten och behandling. Här presenterar vi ett integrerat mikroflödessystem termoplast chip med möjlighet att förstärka influensa A-virus i patientens nasofaryngeala (NP) kompresser och aspirat. Vid laddning av patientprovet, uppbär mikrofluidanordningen sekventiellt ut på chip cellys, RNA-rening och koncentrering inom fastfasextraktion (SPE), omvänd transkription (RT) och polymeraskedjereaktion (PCR) i RT-PCR-kammare, respektive. Slutpunkten detektering utförs med användning av en off-chip Bioanalyzer (Agilent Technologies, Santa Clara, CA). För kringutrustning, använde vi en sprutpump att driva reagens och prover, medan två tunna film värmare användes som värmekällor för RT och PCR kamrarna. Chipet är utformad för att vara enda skikt och är lämplig för hög genomströmning tillverkning att minska fabricatii tid och kostnad. Den mikroflödessystem chip ger en plattform för att analysera en mängd olika virus och bakterier, begränsas endast av förändringar i reagens utformning som krävs för att upptäcka nya patogener av intresse.

<html> Ett typiskt resultat visas i figur 3 för en influensa A infekterade nasofaryngeal tvätt prov. På grund av de olika mängderna av influensavirus i varje patientprov, kommer den slutliga koncentrationen av PCR-produkten kan variera. Ett bra resultat bör ha lågt brus, två tydliga toppar stege (35 och 10.380 bp) och en enda produkt topp vid den utformade produkten storlek (107 bp) för den positiva provet. Medan produkten toppen bör teoretiskt vara frånvarande för negativa kontroller, vi obse...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Chip Fabrication and Method to Detect Influenza at JoVE.com

Microfluidic Chip Fabrication and Method to Detect Influenza

En integrerad mikroflödessystem termoplast chip har utvecklats för att användas som en molekylär diagnostik. Chipet utför nukleinsyra extraktion, omvänt transkriptas, och PCR. Metoder för att tillverka och driva chipet beskrivs.

Mikroflödessystem Chip Fabrication och metod för att upptäcka influensa

Fast  and effective diagnostics play an important role in controlling infectious  disease by enabling effective patient management and treatment. Here, we ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescence detection methods for microfluidic droplet platforms

Fluorescens detektionsmetoder för mikroflödessystem droppe plattformar

The development of microfluidic platforms for performing chemistry and biology has in large part been driven by a range of potential benefits that ...

Microfluidic Picoliter Bioreactor for Microbial Single-cell Analysis: Fabrication, System Setup, and Operation

Microfluidic pikoliter Bioreaktor för Microbial Encelliga Analys: Fabrication, Systeminställningar, och Operation

In this protocol the fabrication, experimental setup and basic operation of the recently introduced microfluidic picoliter bioreactor (PLBR) is described ...

A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells

Ett mikroflödes Chip för Mångsidig kemisk analys av enskilda celler

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

Mikrofluidisk tillverkning av polymera och biohybridfibrer med fördesignad storlek och form

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

A Microfluidic Chip for ICPMS Sample Introduction

En mikroflödes Chip för ICPMS Sample Introduktion

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma ...

Image-guided, Laser-based Fabrication of Vascular-derived Microfluidic Networks

Bildstyrd, laserbaserade Tillverkning av Vascular-härledda Mikroflödes Networks

This detailed protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation for the fabrication of vascular-derived microfluidic ...

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

Tillverkning av Tredimensionell Pappersbaserade Mikrofluidikanordningar för Immun

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

Torr Film fotoresist-baserade elektrokemiska mikroflödessystem Biosensor plattform: Enhet Fabrication, On-chip Assay förberedelse och systemdrift

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...

Fabrication and Validation of an Organ-on-chip System with Integrated Electrodes to Directly Quantify Transendothelial Electrical Resistance

Tillverkning och validering av en orgel-on-chip System med integrerad elektroder direkt kvantifiera Transendothelial resistans

Organs-on-chips, in vitro models involving the culture of (human) tissues inside microfluidic devices, are rapidly emerging and promise to provide useful ...

Scalable Fabrication of Stretchable, Dual Channel, Microfluidic Organ Chips

Skalbar tillverkning av töjbart, Dual Channel, ultrakalla orgel Chips

A significant number of lead compounds fail in the pharmaceutical pipeline because animal studies often fail to predict clinical responses in human ...