Tecnologia do Tricorder: Aberto

Mar 17, 2023

Nota do editor: você está em uma viagem de campo para um local analógico remoto na Terra - ou em outro mundo. Seu tricorder precisa fazer o máximo possível, dadas as limitações de tamanho, potência e computação – em ambientes remotos e extremos. Como você pega uma página do plano de jogo da Mars Viking Lander Team e espreme um laboratório de biologia em um único dispositivo – neste caso, seu tricorder? Que perguntas você gostaria de fazer/responder com os dados coletados? Quais bioassinaturas você estaria procurando? Você precisa de uma resposta no campo - ou pode esperar até voltar ao acampamento base? Seu tricorder precisa de um Alliving embutido dentro da análise de dados e aprendizado? Tenha tudo isso em mente ao ler este comunicado.

Este estudo é liderado pelo Prof. Xueji Zhang (Universidade de Shenzhen) e Prof. Tailin Xu. (Universidade de Shenzhen). A matriz de gotículas de canal aberto atraiu muita atenção em análises bioquímicas, monitoramento de biofluidos, reconhecimento de biomarcadores e interações celulares com as vantagens de miniaturização, paralelização, alto rendimento, simplicidade e acessibilidade. Essa estratégia não apenas melhora a sensibilidade e a precisão do biossensor, mas também dispensa equipamentos sofisticados e processos tediosos, o que mostra grande potencial em plataformas de detecção miniaturizadas de próxima geração.

A plataforma de canal aberto exibe o excelente desempenho de ancoragem de gotículas por poço físico ou químico para manipulação e análise subseqüentes de gotículas, o que oferece vantagens únicas para melhorar a eficiência e a precisão da biossensoriamento de traços. Em primeiro lugar, o volume de reação na gota é tão pequeno quanto microlitros ou nanolitros. Em segundo lugar, gotículas individuais podem realizar análises paralelas de alto rendimento para vários alvos. Em terceiro lugar, as microgotículas podem acelerar as reações bioquímicas. Por fim, os reatores miniaturizados com sistema aberto permitem fácil acesso à purificação, mistura e amplificação e permitem a combinação versátil com várias abordagens de saída de sinal.

Gerenciamento de gotas para detecção colorimétrica. a) Matriz de microtitulação de 96 poços para detecção de sacarídeos. Reproduzido com permissão da Ref. [70]. b) mármores líquidos para monitoramento de processos enzimáticos colorimétricos. Reproduzido com permissão da Ref. [71]. Copyright 2021 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. c) Autodivisão precisa de gotículas para multidetecção simultânea. Reproduzido com permissão da Ref. [72]. Copyright 2020 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. d) Manipulação de gotículas de canal aberto para bioensaio multiplex. Reproduzido com permissão da Ref. [73]. Copyright 2018 American Chemical Society. e) Faixas supermolháveis ​​e flexíveis para amostragem e monitoramento do suor. Reproduzido com permissão da Ref. [74]. Copyright 2019 American Chemical Society. Copyright 2021 American Chemical Society. f) Curativos de microcâmara para urinálise rápida multiplexada. Reproduzido com permissão da Ref. Direitos autorais 2020 Elsevier.

Essas plataformas de canal aberto podem ser divididas em quatro casos com base na relação de posição entre a gota de canal aberto e a interface da plataforma: i) Gota sob a superfície, como microcâmara; ii) Gotículas na superfície, como padrão molhável; iii) Gotícula na superfície: como plataforma de mini-pilares; e iv) Gotas na superfície, como bolinhas de gude. Cada plataforma tem sua estratégia única de aprisionamento e formação de gotículas de canal aberto, acompanhando os cenários de aplicação especificados e as inevitáveis ​​restrições internas.

A matriz de gotículas de canal aberto é amplamente utilizada em biossensores com as vantagens de reduzir o consumo de amostras e reagentes, oferecendo a possibilidade de análises in situ e aumentando a sensibilidade causada pela difusão mais rápida na microescala. Esta revisão se concentra nas aplicações de detecção de gotículas de canal aberto, combinando-as com abordagens de saída de sinal (fluorescência, eletroquímica, SERS, colorimétrica, MS e métodos múltiplos).