Name: fabrication of three-dimensional paper-based microfluidic devices for immunoassays
Uploaded: 2017-03-09T14:00:00
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This work was supported by Tufts University and by a generous gift from Dr. James Kanagy. This material is based upon work supported by the National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program under Grant No. (DGE-1325256) that was awarded to S.C.F. D.J.W. was supported by a U.S. Department of Education GAANN fellowship. We thank Dr. Jeremy Schonhorn (JanaCare), Dr. Jason Rolland (Carbon3D), and Rachel Deraney (Brown University) for helping develop the design of the three-dimensional paper-based microfluidic device and immunoassay.

1. Herstellung von Papier-basierten Mikrofluidikvorrichtung Layers <ol><li> Bereiten Sie Muster für Schichten aus Papier, Nylon und Klebstoff eine Grafik-Design-Software-Programm. 6 Jede Schicht kann ein anderes Muster haben. HINWEIS: Das Muster kann Ausrichtungslöcher enthalten, die nicht für ein funktionelles Papier-basierten Immunoassays erforderlich sind, aber mit der reproduzierbaren Herstellung von dreidimensionalen Geräte unterstützen. Platzierung dieser Löcher unterscheiden...

<ol>
	<li>Martinez, A. W., Phillips, S. T., Wiley, B. J., Gupta, M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FLASH:+A+rapid+method+for+prototyping+paper-based+microfluidic+devices.">FLASH: A rapid method for prototyping paper-based microfluidic devices.</a> Lab Chip. 8 (12), 2146-2150 (2008).</li><li>Carrilho, E., Martinez, A. W., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+wax+printing:+a+simple+micropatterning+process+for+paper-based+microfluidic+devices.">Understanding wax printing: a simple micropatterning process for paper-based microfluidic devices.</a> Anal. Chem. 81 (16), 7091-7095 (2009).</li><li>Martinez, A. W., Phillips, S. T., Butte, M. J., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterned+paper+as+a+platform+for+inexpensive,+low-volume,+portable+bioassays.">Patterned paper as a platform for inexpensive, low-volume, portable bioassays.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 46 (8), 1318-1320 (2007).</li><li>Martinez, A. W., Phillips, S. T., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostics+for+the+developing+world:+microfluidic+paper-based+analytical+devices.">Diagnostics for the developing world: microfluidic paper-based analytical devices.</a> Anal. Chem. 82 (1), 2-10 (2010).</li><li>Cate, D. M., Adkins, J. A., Mettakoonpitak, J., Henry, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+in+paper-based+microfluidic+devices.">Recent developments in paper-based microfluidic devices.</a> Anal. Chem. 87 (1), 19-41 (2015).</li><li>Li, X., Ballerini, D. R., Shen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+perspective+on+paper-based+microfluidics:+Current+status+and+future+trends.">A perspective on paper-based microfluidics: Current status and future trends.</a> Biomicrofluidics. 6, 011301 (2012).</li><li>Lisowski, P., Zarzycki, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+paper-based+analytical+devices+(&#181;PADs)+and+micro+total+analysis+systems+(&#181;TAS):+Development,+applications+and+future+trends.">Microfluidic paper-based analytical devices (&#181;PADs) and micro total analysis systems (&#181;TAS): Development, applications and future trends.</a> Chromatographia. 76, 1201-1214 (2013).</li><li>Pollock, N. R., 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=A+paper-based+multiplexed+transaminase+test+for+low-cost,+point-of-care+liver+function+testing.">A paper-based multiplexed transaminase test for low-cost, point-of-care liver function testing.</a> Sci. Transl. Med. 4 (152), 152ra129 (2012).</li><li>Mentele, M. M., Cunningham, J., Koehler, K., Volckens, J., Henry, C. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+telemedicine+for+developing+regions:+camera+phones+and+paper-based+microfluidic+devices+for+real-time,+off-site+diagnosis.">Simple telemedicine for developing regions: camera phones and paper-based microfluidic devices for real-time, off-site diagnosis.</a> Anal. Chem. 80 (10), 3699-3707 (2008).</li><li>Martinez, A. W., Phillips, S. T., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+microfluidic+devices+fabricated+in+layered+paper+and+tape.">Three-dimensional microfluidic devices fabricated in layered paper and tape.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105 (50), 19606-19611 (2008).</li><li>Vella, S. 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=Measuring+markers+of+liver+function+using+a+micro-patterned+paper+device+designed+for+blood+from+a+fingerprick.">Measuring markers of liver function using a micro-patterned paper device designed for blood from a fingerprick.</a> Anal Chem. 84 (6), 2883-2891 (2012).</li><li>Nie, Z., Deiss, F., Liu, X., Akbulut, O., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+paper-based+microfluidic+devices+with+commercial+electrochemical+readers.">Integration of paper-based microfluidic devices with commercial electrochemical readers.</a> Lab Chip. 10 (22), 3163-3169 (2010).</li><li>Martinez, A. W., 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=Programmable+diagnostic+devices+made+from+paper+and+tape.">Programmable diagnostic devices made from paper and tape.</a> Lab Chip. 10 (19), 2499-2504 (2010).</li><li>Connelly, J. T., Rolland, J. P., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#34;Paper+machine&#34;+for+molecular+diagnostics.">&#34;Paper machine&#34; for molecular diagnostics.</a> Anal. Chem. 87 (15), 7595-7601 (2015).</li><li>Schonhorn, J. E., Fernandes, S. C., Rajaratnam, A., Deraney, R. N., Rolland, J. P., Mace, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+device+architecture+for+three-dimensional,+patterned+paper+immunoassays.">A device architecture for three-dimensional, patterned paper immunoassays.</a> Lab Chip. 14 (24), 4653-4658 (2014).</li><li>Fernandes, S. C., Logounov, G. S., Munro, J. B., Mace, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+three+indirect+immunoassay+formats+on+a+common+paper-based+microfluidic+device+architecture.">Comparison of three indirect immunoassay formats on a common paper-based microfluidic device architecture.</a> Anal. Methods. 8 (26), 5204-5211 (2016).</li><li>Deraney, R. N., Mace, C. R., Rolland, J. P., Multiplexed Schonhorn, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=patterned-paper+immunoassay+for+detection+of+malaria+and+dengue+fever.">patterned-paper immunoassay for detection of malaria and dengue fever.</a> Anal. Chem. 88 (12), 6161-6165 (2016).</li><li>Abramoff, M., Magalhaes, P. J., Ram, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+processing+with+ImageJ.">Image processing with ImageJ.</a> Biophotonics Int. 11 (7), 36-42 (2004).</li><li>Derda, R., 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=Multizone+paper+platform+for+3D+cell+cultures.">Multizone paper platform for 3D cell cultures.</a> PLoS ONE. 6 (5), e18940 (2011).</li><li>Mace, C. R., Deraney, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manufacturing+prototypes+for+paper-based+diagnostic+devices.">Manufacturing prototypes for paper-based diagnostic devices.</a> Microfluid. Nanofluidics. 16 (5), 801-809 (2014).</li><li>Liu, H., Crooks, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+paper+microfluidic+devices+assembled+using+the+principles+of+origami.">Three-dimensional paper microfluidic devices assembled using the principles of origami.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (44), 17564-17566 (2011).</li><li>Kalish, B., Tsutsui, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Adhesive+patterning+to+construct+3D+paper+microfluidic+devices.">Using Adhesive patterning to construct 3D paper microfluidic devices.</a> J. Vis. Exp. (110), e53805 (2016).</li><li>Scida, K., Cunningham, J. C., Renault, C., Richards, I., Crooks, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple,+sensitive,+and+quantitative+electrochemical+detection+method+for+paper+analytical+devices.">Simple, sensitive, and quantitative electrochemical detection method for paper analytical devices.</a> Anal. Chem. 86 (13), 6501-6507 (2014).</li><li>Lewis, G. G., DiTucci, M. J., Baker, M. S., Phillips, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+method+for+prototyping+three-dimensional,+paper-based+microfluidic+devices.">High throughput method for prototyping three-dimensional, paper-based microfluidic devices.</a> Lab Chip. 12 (15), 2630-2633 (2012).</li><li>Kalish, B., Tsutsui, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterned+adhesive+enables+construction+of+nonplanar+three-dimensional+paper+microfluidic+circuits.">Patterned adhesive enables construction of nonplanar three-dimensional paper microfluidic circuits.</a> Lab Chip. 14 (22), 4354-4361 (2014).</li><li>Camplisson, C. K., Schilling, K. M., Pedrotti, W. L., Stone, H. A., Martinez, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-ply+channels+for+faster+wicking+in+paper-based+microfluidic+devices.">Two-ply channels for faster wicking in paper-based microfluidic devices.</a> Lab Chip. 15 (23), 4461-4466 (2015).</li></ol>

eine reproduzierbare Fertigungsstrategie zu identifizieren, ist ein wesentlicher Bestandteil der Assay-Entwicklung. 22 Wir verwenden eine sequenzielle, Schicht- für -Schicht - Ansatz dreidimensionalen Papierbasis mikrofluidische Vorrichtungen herzustellen. Im Gegensatz zu diesen Methoden , die Falten oder Origami - Techniken anwenden , mehrschichtige Vorrichtungen aus einem einzigen Blatt Papier zu erzeugen , 23, 24 additives Herstellung...

<html> Das Papier ist in einer Reihe von Formulierungen oder Sorten weithin verfügbar sind, können ihre Eigenschaften stimmen funktionalisiert werden, und können Flüssigkeiten autonom durch Kapillarwirkung transportieren oder Wicking. Wenn Papier mit einer hydrophoben Substanz strukturiert wird (beispielsweise Photoresist - 1 oder Wachs 2) kann das Saugen von Flüssigkeiten kontrolliert innerhalb einer Papierschicht räumlich werden. Beispielsweise eine aufgebrachte wässrige Probe kann in eine Anzahl von unterschiedlichen Zonen gerichtet werden mit chemischen und biochemischen Reagenzien innerhalb des Papiers gespeichert zu reagieren. Diese Papierbasis mikrofluidischen Vorrichtungen gezeigt worden für die Entwicklung von tragbaren und kostengünstigen analytischen Tests 3, 4, 5, 6, 7 eine nützliche Plattform zu sein. Anwendungen von papierbasierten Mikrofluidik-Vorrichtungen umfassen Point-of-Care-Diagnostikef &quot;&gt; 8, Überwachung von Umweltschadstoffen 9, Erkennung von gefälschten Arzneimitteln 10 und delokalisiert Gesundheitswesen (oder&quot; Telemedizin &quot;) in limitierter Ressourceneinstellungen 11. Mehrere Schichten von gemusterten Papier kann in eine integrierte Vorrichtung zusammengebaut werden , in dem hydrophilen Bereiche von benachbarten Schichten (dh über oder unter) verbinden kontinuierlichen fluidische Netzwerke , deren Einlässe und Auslässe zu bilden gekoppelt sein können oder unabhängig gelassen. 12 Jede Schicht kann ein einzigartiges Muster umfassen, die die räumliche Trennung von Reagenzien und multiple Assays können auf einer einzigen Vorrichtung durchgeführt werden. Die sich ergebende dreidimensionale mikrofluidischen Vorrichtung kann nicht nur Flüssigkeiten aus Docht analytischen Assays zu ermöglichen (zB Leberfunktionstests 13 und die elektrochemische Detektion von kleinen Molekülen 14), aber es kann auch supPort eine Reihe von anspruchsvollen Funktionen (zB die Ventile 15 und einfachen Maschinen 16) gemeinsam zu herkömmlichen mikrofluidischen Ansätze. Wichtig ist, weil Papier Flüssigkeiten durch Kapillarwirkung transportiert, können diese Geräte mit minimalem Aufwand von dem Benutzer bedient werden. Da Reagenzien können in der dreidimensionalen Architektur einer papierbasierten Vorrichtung, komplexe Protokolle gespeichert werden können, auf eine Vorrichtung mit einer einzigen Zugabe von wässrigen Probe reduziert werden. Vor kurzem haben wir eine allgemeine dreidimensionale Vorrichtungsarchitektur, die für die Entwicklung von papierbasierten Immunoassays verwendet werden kann, um das Wachs-Druckverfahren unter Verwendung von gemusterten Schichten zu erzeugen. 17, 18 Diese Untersuchungen konzentrierten sich auf , wie Aspekte der Gestaltung der geräte Anzahl gestapelter Schichten, Zusammensetzung der Schichten und das Muster des dreidimensionalen mikrofluidischen Netzwerk gesteuert die Gesamt pro bezogenEntwicklung des Immunoassay. Letztlich konnten wir diese Design - Regeln zu verwenden , um die schnelle Entwicklung eines Multiplex - Immunoassay - 19 zu erleichtern. In diesem Manuskript wird ein zuvor entwickelten Immunoassay für humanes Chorion - Gonadotropin (hCG; Schwangerschaftshormon) 17 wird als ein Beispiel verwendet , um die Strategien zu veranschaulichen , die wir für die Montage und Herstellung von dreidimensionalen Papier-basierten Immunoassays entwickelt. Dementsprechend konzentrieren wir uns auf die Montage und den Betrieb einer Vorrichtung, anstatt der Entwicklung eines Assays. In einem Sandwich-Immunoassay, der das Format verwendet wird, ist hCG zu erfassen, einen Einfang-Antikörper spezifisch für eine Untereinheit des Hormons auf ein festes Substrat aufgetragen wird, die dann die nicht-spezifische Adsorption von einer Probe oder einem späteren Reagens blockiert zu begrenzen. Dieses Substrat ist meist eine Mikrotiter - Platte (beispielsweise für ein Enzym-linked Immunosorbent Assay oder ELISA). Die Probe wird dannzu einer gut und erlaubt für einen bestimmten Zeitraum inkubiert. Nach strengen Waschen wird ein Antikörper, der spezifisch an die andere Untereinheit von hCG zugegeben und inkubieren gelassen. Dieser Nachweis-Antikörper kann zu einer kolloidalen Teilchen, Enzym oder Fluorophor, um ein messbares Signal zu erzeugen, konjugiert werden. Die Vertiefung wird erneut gewaschen , bevor die Ergebnisse eines Assays Interpretieren (beispielsweise ein Plattenlesegerät verwendet wird ). Während kommerzielle Kits auf diese zeitraub mehrstufiger Prozess verlassen, können alle diese Schritte schnell in Papierbasis mikrofluidischen Vorrichtungen mit minimalen Eingriffen an den Benutzer durchgeführt werden. Das Gerät für die hCG - Immunoassay verwendet wird, umfasst sechs aktive Schichten, die sind, von oben nach unten, verwendet zur Aufnahme der Probe, Konjugat Lagerung, Inkubation, zu erfassen, zu waschen, und Blot (Abbildung 1). Die Probe Zusatzschicht wird aus qualitativen Filterpapier. Es erleichtert die Einführung einer flüssigen Probe und schützt die Reagenzien in dem Konjugat Layer vor Kontamination aus der Umgebung oder versehentlichen Kontakt durch den Benutzer. Die Konjugatschicht (qualitative Filterpapier) hält die farberzeugendes Reagens (zB kolloidales Gold-markiertem Antikörper) für den Immunoassay. Die Inkubation Schicht (qualitatives Filterpapier) kann die Probe seitlich des Papiers innerhalb der Ebene zu reisen Bindung des Analyten mit den Reagenzien zu fördern, bevor die nächste Schicht erreicht, die Aufnahmeschicht. Die Erfassungsschicht (Nylonmembran) enthält Liganden spezifisch für den Analyten zu dem Material adsorbiert. Nachdem der Test abgeschlossen ist, wird diese Schicht Visualisierung des vervollständigten Immunokomplex zu ermöglichen, offenbart. Die Waschschicht (qualitative Filterpapier) zieht überschüssige Flüssigkeiten einschließlich freie Konjugat-Reagenzien weg von der Fläche der Fangschicht in die Blot-Schicht (dicke Chromatographie-Papier). Die Sechs-Schicht-Gerät wird zusammen mit fünf Schichten aus Klebstoff gemustert, doppelseitig gehalten: vier Schichten aus permanentem Kleber, die Integrität des assem haltengeblutet Vorrichtung und einer Schicht aus entfernbarem Kleber erleichtert der Vorrichtung Abschälen der Ergebnisse des Immunoassays auf der Erfassungsschicht zu untersuchen. Für die Zwecke dieses Manuskripts, verwenden wir nur positive und negative Kontrollproben von hCG (0 mIU / ml und 81 mIU / mL, jeweils) repräsentative Ergebnisse eines papierbasierten Immunoassays zur Verfügung zu stellen, die eine engagierte Diskussion der Beziehung ermöglicht zwischen Herstellungsverfahren und die Leistung der Vorrichtung. Zusätzlich zu demonstrieren, wie Geräte erfolgreich herzustellen, markieren wir mehrere Produktionsfehler, die zum Ausfall eines Gerätes oder einer nicht reproduzierbaren Testergebnissen führen könnte. Das Protokoll und die Diskussion in diesem Manuskript detailliert wird bieten den Forschern wertvolle Einblicke, wie Papier-basierte Immunoassays sind so konzipiert und hergestellt. Während wir unsere Demonstration auf Immunoassays konzentrieren, erwarten wir, dass die hier vorgestellten Leitlinien im Großen und Ganzen für die Herstellung von dreidimens nützlich sein wirdnellen papierbasierten Mikrofluidik-Vorrichtungen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1059">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Illustrator CC</td>
			<td style="width:135px;">Adobe</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:304px;">to design patterns for layers of paper and adhesive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Xerox ColorQube 8580 printer</td>
			<td style="width:135px;">Amazon</td>
			<td style="width:175px;">B00R92C9DI</td>
			<td>to print wax patterns onto layers of paper and Nylon</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Isotemp General Purpose Heating and Drying Oven</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:175px;">15-103-0509</td>
			<td>to melt wax into paper</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Artograph LightTracer</td>
			<td style="width:135px;">Amazon</td>
			<td style="width:175px;">B000KNHRH6</td>
			<td>to assist with alignment of layers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Apache AL13P laminator</td>
			<td style="width:135px;">Amazon</td>
			<td style="width:175px;">B00AXHSZU2</td>
			<td>to laminate layers together</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Graphtec CE6000 Cutting Plotter</td>
			<td style="width:135px;">Graphtec America</td>
			<td style="width:175px;">CE6000-40</td>
			<td>to pattern adhesive films</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Swingline paper cutter</td>
			<td style="width:135px;">Amazon</td>
			<td style="width:175px;">B0006VNY4C</td>
			<td>to cut paper or devices</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Epson Perfection V500 photo scanner</td>
			<td style="width:135px;">Amazon</td>
			<td style="width:175px;">B000VG4AY0</td>
			<td>to scan images of readout layer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">economy plier-action hole punch</td>
			<td style="width:135px;">McMaster-Carr</td>
			<td>3488A9</td>
			<td>to remove alignment holes&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Whatman chromatogrpahy paper, Grade 4</td>
			<td style="width:135px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>WHA1004917</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Fisherbrand chromatography paper (thick)&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td>05-714-4</td>
			<td>to function as blot layer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Immunodyne ABC (0.45 &#181;m pore size )</td>
			<td style="width:135px;">Pall Corporation</td>
			<td>NBCHI3R</td>
			<td>to function as material for capture layer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">removable/permanent adhesive-double faced liner</td>
			<td style="width:135px;">FLEXcon</td>
			<td style="width:175px;">DF021621</td>
			<td>to facilitate peeling</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">permanent adhesive-double faced liner</td>
			<td style="width:135px;">FLEXcon</td>
			<td style="width:175px;">DF051521</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:447px;">wax liner</td>
			<td style="width:135px;">FLEXcon</td>
			<td style="width:175px;">FLEXMARK 80 D/F PFW LINER</td>
			<td>to assist with patterning adhesive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">acrylic sheet</td>
			<td style="width:135px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:175px;">8560K266&#160;</td>
			<td>to fabricate frame</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">self-adhesive sheets</td>
			<td style="width:135px;">Fellowes</td>
			<td style="width:175px;">CRC52215</td>
			<td>to use as protective slip</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">absolute ethanol</td>
			<td style="width:135px;">VWR</td>
			<td style="width:175px;">89125-172</td>
			<td>to sanitize work area</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">bovine serum albumin</td>
			<td style="width:135px;">AMRESCO</td>
			<td style="width:175px;">0332</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sekisui Diagnostics OSOM hCG Urine Controls</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td>22-071-066</td>
			<td>to use as positive and negative samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">anti-&#946;-hCG monoclonal antibody colloidal gold conjugate (clone 1)</td>
			<td style="width:135px;">Arista Biologicals&#160;</td>
			<td>CGBCG-0701</td>
			<td>to treat conjugate layer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">goat anti-&#945;-hCG antibody</td>
			<td style="width:135px;">Arista Biologicals&#160;</td>
			<td>ABACG-0500</td>
			<td>to treat capture layer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">10X phosphate buffered saline</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:175px;">BP3991</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Oxoid skim milk powder</td>
			<td style="width:135px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:175px;">OXLP0031B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:447px;">Tween 20</td>
			<td style="width:135px;">AMRESCO</td>
			<td style="width:175px;">M147</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of three-dimensional paper-based microfluidic devices for immunoassays

Papier transportiert Flüssigkeiten autonom aufgrund der Kapillarwirkung. Durch Strukturieren Papier mit hydrophoben Barrieren kann der Transport von Flüssigkeiten kontrolliert und innerhalb einer Schicht von Papier geleitet. Darüber hinaus schafft mehrere Schichten aus gemustertem Papier stapeln hoch entwickelte dreidimensionale mikrofluidischen Netzwerken, die die Entwicklung von analytischen und bioanalytischen Assays unterstützen können. Papierbasierte Mikrofluidik-Vorrichtungen sind kostengünstig, tragbar, einfach zu bedienen und erfordern keine externe Geräte zu bedienen. Als Ergebnis halten sie ein großes Versprechen als Plattform für den Point-of-Care-Diagnostik. Um müssen den Nutzen und die analytische Leistungsfähigkeit von Papier-basierten Geräten, geeignete Methoden entwickelt werden, um richtig zu bewerten ihre Herstellung zu gewährleisten, ist reproduzierbar und in einem Maßstab, der für Laborumgebungen geeignet ist. In diesem Manuskript, herzustellen Verfahren eine allgemeine Vorrichtungsarchitektur, die für papierbasierte Immunoassays verwendet werden können, beschrieben. Wir verwenden eine Form von Additiv manufacturing (mehrschichtige Laminierung) Vorrichtungen herzustellen, die mehrere Schichten aus gemustertem Papier und gemusterten Klebstoff umfassen. Zusätzlich die richtige Verwendung dieser dreidimensionalen Papierbasis mikrofluidischen Vorrichtungen mit einem Immunoassay für humanes Chorion-Gonadotropin (hCG) zu demonstrieren, Fehler in dem Herstellungsverfahren, das in Geräteausfällen führen können, werden diskutiert. Wir erwarten, dass dieser Ansatz zu Herstellung von Papier-basierten Geräten wird eine breite Anwendung bei der Entwicklung von analytischen Anwendungen speziell für die limitierte Ressource-Einstellungen finden.

Erhalten reproduzierbare Assay Leistungen im dreidimensionalen Papier-basierte Mikrofluidik-Vorrichtungen stützt sich auf ein Herstellungsverfahren, die Konsistenz zwischen den Geräten gewährleistet. Auf dem Weg zu diesem Ziel, haben wir eine Reihe von Herstellungsverfahren und Material Überlegungen identifiziert und diskutieren sie hier im Zusammenhang mit der Vorführung eines papierbasierten Immunoassays. Wir verwenden ein Verfahren Wachsdruck Hydrophobsperren innerhalb papierbasi...

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

Wir Detail ein Verfahren dreidimensionalen Papierbasis Mikrofluidik-Vorrichtungen in der Entwicklung von Immunoassays für die Verwendung herzustellen. Unser Ansatz zur Gerätemontage ist eine Art von mehrschichtigen, additive Fertigung. Wir zeigen, ein Sandwich-Immunoassay repräsentative Ergebnisse für diese Arten von papierbasierten Vorrichtungen bereitzustellen.

Herstellung von dreidimensionalen Papierbasis Microfluidic Devices für Immunoassays

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Planar-und Drei-Dimensional Printing von Leitfähige Druckfarben

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Forschung

Biotechnik

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

Menschliches Knorpelgewebe Herstellung unter Verwendung von dreidimensionalen Inkjet-Drucktechnologie

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix

Analyse der Zellmigration in eine dreidimensionale Kollagenmatrix

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic ...

Paper-based Devices for Isolation and Characterization of Extracellular Vesicles

Auf Papier basierende Vorrichtungen zur Isolierung und Charakterisierung von extrazellulärer Vesikel

Extracellular vesicles (EVs), membranous particles released from various types of cells, hold a great potential for clinical applications. They contain ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

Schicht-für-Schicht der Kollagenabscheidung in Mikrofluidik-Vorrichtungen zum Microtissue Stabilization

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

Rod-based Fabrication of Customizable Soft Robotic Pneumatic Gripper Devices for Delicate Tissue Manipulation

Rod-basierte Herstellung von Anpassbare Weiche Robotic Pneumatic Gripper Geräte für empfindliche Gewebe Manipulation

Soft compliant gripping is essential in delicate surgical manipulation for minimizing the risk of tissue grip damage caused by high stress concentrations ...

Fabrication of Inverted Colloidal Crystal Poly(ethylene glycol) Scaffold: A Three-dimensional Cell Culture Platform for Liver Tissue Engineering

Fabrication of Inverted Colloidal Crystal Polyethylene glycol Scaffold: A Three-dimensional Cell Culture Platform for Liver Tissue Engineering

Die Herstellung von Inverted Kolloid-Kristallen Poly (Ethylenglycol) Scaffold: Eine dreidimensionale Zellkultur-Plattform für Leber-Tissue Engineering

The ability to maintain hepatocyte function in vitro, for the purpose of testing xenobiotics&#39; cytotoxicity, studying virus infection and developing ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

Mehrstufige Höhenverstellbarem Lithografie für Valved Mehrschichtige Mikrofluidiksysteme

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

A Simple and Scalable Fabrication Method for Organic Electronic Devices on Textiles

Eine einfache und skalierbare Herstellungsverfahren für organische elektronische Vorrichtungen auf Textilien

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices ...

Three-dimensional Printing of Thermoplastic Materials to Create Automated Syringe Pumps with Feedback Control for Microfluidic Applications

Dreidimensionaler Druck von thermoplastischen Materialien erstellen automatisiert Spritzenpumpen mit Feedback-Kontrolle für mikrofluidische Anwendungen

Microfluidics has become a critical tool in research across the biological, chemical, and physical sciences. One important component of microfluidic ...