トリコーダー テクノロジー: オープン

Mar 17, 2023

編集者注:あなたは地球上、または別の世界の遠隔アナログ場所への野外旅行中です。 トライコーダーは、遠隔地や極限環境において、サイズ、電力、コンピューティングの制限を考慮して、できる限りのことを行う必要があります。 火星バイキング着陸船チームの作戦計画を参考にして、生物学研究室を 1 つのデバイス (この場合はトライコーダー) に押し込むにはどうすればよいでしょうか? 収集したデータを使って質問したり答えたりしたい質問は何ですか? どのようなバイオシグネチャーをお探しですか? 現場で答えが必要ですか? それともベースキャンプに戻るまで待つことができますか? あなたのトライコーダーには、データ処理と学習の内部に埋め込まれた Alliving が必要ですか? このリリースを読むときは、これらすべてを念頭に置いてください。

この研究は、Xueji Zhang教授（深セン大学）とTailin Xu教授によって主導されています。 (深セン大学)。 オープンチャネル液滴アレイは、小型化、並列化、高スループット、シンプルさ、アクセスしやすさという利点により、生化学分析、生体液モニタリング、バイオマーカー認識、細胞相互作用において多くの注目を集めています。 このような戦略は、バイオセンサーの感度と精度を向上させるだけでなく、洗練された機器や退屈なプロセスを不要にし、次世代の小型センシングプラットフォームで大きな可能性を示します。

オープンチャネルプラットフォームは、その後の液滴操作や分析のために物理的または化学的ウェルによる液滴固定の優れた性能を示し、微量バイオセンシングの効率と精度を向上させる独自の利点を提供します。 まず、液滴内の反応量はマイクロリットルまたはナノリットル程度です。 第 2 に、個々の液滴は複数のターゲットに対して並行してハイスループット分析を実行できます。 第三に、微小液滴は生化学反応を促進することができます。 最後に、オープンシステムを備えた小型リアクターにより、精製、混合、増幅に簡単にアクセスでき、さまざまな信号出力アプローチとの多彩な組み合わせが可能になります。

比色検出のための液滴管理。 a) 糖類検出用の 96 ウェルマイクロタイターアレイ。 参考文献の許可を得て転載。 [70]。 b) 比色酵素プロセスモニタリング用の液体ビー玉。 参考文献の許可を得て転載。 [71]。 著作権 2021 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA、ワインハイム。 c) 同時複数検出のための液滴の正確な自己分割。 参考文献の許可を得て転載。 [72]。 著作権 2020 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA、ワインハイム。 d) マルチプレックスバイオアッセイのためのオープンチャネル液滴操作。 参考文献の許可を得て転載。 [73]。 著作権は 2018 アメリカ化学会。 e) 汗のサンプリングとモニタリングに適した、非常に湿潤性に優れた柔軟なバンド。 参考文献の許可を得て転載。 [74]。 著作権は 2019 アメリカ化学会。 著作権 2021 米国化学会。 f) 多重迅速尿検査用のマイクロチャンバー包帯。 参考文献の許可を得て転載。 著作権 2020 エルゼビア。

このようなオープンチャネルプラットフォームは、オープンチャネル液滴とプラットフォーム界面の位置関係に基づいて、次の 4 つのケースに分類できます。 i) マイクロチャンバーなどの表面下の液滴。 ii) 湿潤パターンなどの表面の液滴。 iii) 表面上の液滴: ミニピラープラットフォームなど。 iv) 液体ビー玉などの表面の液滴。 各プラットフォームには、指定されたアプリケーション シナリオと避けられない内部制限を伴う、オープン チャネル液滴を閉じ込めて形成するための独自の戦略があります。

オープンチャネル液滴アレイは、サンプルと試薬の消費量の削減、その場分析の可能性の提供、およびマイクロスケールでのより速い拡散による感度の向上という利点を備え、バイオセンシングで広く使用されています。 このレビューでは、信号出力アプローチ (蛍光、電気化学、SERS、比色分析、MS、および複数の方法) と組み合わせることにより、このようなオープンチャネル液滴のセンシングアプリケーションに焦点を当てます。

需要の促進と技術革新により、より多様なプラットフォームとセンシングアプローチがオープンチャネル液滴バイオセンシングに適用されるでしょう。 しかし、基礎研究から応用研究に至るまで、依然としていくつかの科学技術的課題が残されています。 インテリジェントな信号出力。 制御可能な蒸発。 非接触の液滴アレイ。 将来的には、オープンチャネル液滴プラットフォームは、安定性、携帯性、滲出性体液分析から浸潤性組織液/血液検出までの包括的なバイオセンシングへの統合という利点を備えて顕著に推進されるでしょう。

宇宙生物学、トリコーダー

SpaceRef 共同創設者、エクスプローラーズ クラブ フェロー、元 NASA、アウェイ チーム、ジャーナリスト、宇宙と宇宙生物学、失踪した登山家。