Tecnología Tricorder: Abierto

Mar 17, 2023

Nota del editor: estás en un viaje de campo a una ubicación analógica remota en la Tierra, o en otro mundo. Su tricorder debe hacer todo lo posible dadas las limitaciones de tamaño, potencia y computación, en entornos remotos y extremos. ¿Cómo tomas una página del plan de juego del Mars Viking Lander Team y comprimes un laboratorio de biología en un solo dispositivo, en este caso, tu tricorder? ¿Qué preguntas le gustaría hacer/responder con los datos que recopila? ¿Qué firmas biológicas estaría buscando? ¿Necesita una respuesta en el campo o puede esperar hasta regresar al campamento base? ¿Tu tricorder necesita un Alliving incorporado para procesar datos y aprender? Tenga todo esto en cuenta mientras lee este comunicado.

Este estudio está dirigido por el Prof. Xueji Zhang (Universidad de Shenzhen) y el Prof. Tailin Xu. (Universidad de Shenzhen). La matriz de gotas de canal abierto ha atraído mucha atención en el análisis bioquímico, el monitoreo de biofluidos, el reconocimiento de biomarcadores y las interacciones celulares con las ventajas de la miniaturización, la paralelización, el alto rendimiento, la simplicidad y la accesibilidad. Tal estrategia no solo mejora la sensibilidad y la precisión del biosensor, sino que abandona el equipo sofisticado y los procesos tediosos, lo que muestra un gran potencial en las plataformas de detección miniaturizadas de próxima generación.

La plataforma de canal abierto exhibe el excelente rendimiento del anclaje de gotas mediante pozos físicos o químicos para la posterior manipulación y análisis de gotas, lo que proporciona ventajas únicas para mejorar la eficiencia y la precisión de la biodetección de trazas. En primer lugar, el volumen de reacción en la gota es tan pequeño como microlitros o nanolitros. En segundo lugar, las gotas individuales pueden realizar análisis paralelos de alto rendimiento para múltiples objetivos. En tercer lugar, las microgotas pueden acelerar las reacciones bioquímicas. Por último, los reactores miniaturizados con sistema abierto permiten un fácil acceso a la purificación, la mezcla y la amplificación, y permiten la combinación versátil con varios enfoques de salida de señales.

Gestión de gotas para detección colorimétrica. a) Matriz de microtitulación de 96 pocillos para la detección de sacáridos. Reproducido con permiso de Ref. [70]. b) canicas líquidas para monitoreo colorimétrico de procesos enzimáticos. Reproducido con permiso de Ref. [71]. Copyright 2021 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. c) Autodivisión precisa de gotas para multidetección simultánea. Reproducido con permiso de Ref. [72]. Copyright 2020 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. d) Manipulación de gotitas de canal abierto para bioensayo multiplex. Reproducido con permiso de Ref. [73]. Derechos de autor 2018 Sociedad Química Estadounidense. e) Bandas súper humectables y flexibles para el muestreo y monitoreo del sudor. Reproducido con permiso de Ref. [74]. Derechos de autor 2019 Sociedad Química Estadounidense. Copyright 2021 Sociedad Química Americana. f) Vendajes de microcámara para análisis de orina rápido multiplexado. Reproducido con permiso de Ref. Derechos de autor 2020 Elsevier.

Dichas plataformas de canal abierto se pueden dividir en cuatro casos según la relación de posición entre la gota de canal abierto y la interfaz de la plataforma: i) gota debajo de la superficie, como una microcámara; ii) Gotas en la superficie, como un patrón humectable; iii) Gota en la superficie: como una plataforma de minipilar; y iv) Gotas en la superficie, como canicas líquidas. Cada plataforma tiene su estrategia única para encarcelar y formar gotitas de canal abierto, acompañando los escenarios de aplicación especificados y las restricciones internas inevitables.

La matriz de gotas de canal abierto se usa ampliamente en la biodetección con las ventajas de un consumo reducido de muestras y reactivos, que ofrece la posibilidad de análisis in situ y una mayor sensibilidad causada por una difusión más rápida a microescala. Esta revisión se enfoca en tales aplicaciones de detección de tales gotitas de canal abierto combinándolas con enfoques de salida de señal (fluorescencia, electroquímica, SERS, colorimétrica, MS y métodos múltiples).

Con la promoción de la demanda y la innovación tecnológica, se aplicarán plataformas y enfoques de detección más diversos para la biodetección de gotitas de canal abierto. Sin embargo, aún quedan varios desafíos científicos y tecnológicos desde la investigación básica hasta la aplicada: Inestabilidad del microsistema; Salida de señal inteligente; Evaporación Controlable; Matriz de gotas sin contacto. En el futuro, la plataforma de gotas de canal abierto será una promoción destacada con las ventajas de la estabilidad, la portabilidad y la integración a la biodetección integral, desde el análisis de fluidos corporales exudativos hasta la detección invasiva de fluidos tisulares/sangre.

Astrobiología, Tricorder

Cofundador de SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex-NASA, Away Teams, Periodista, Space & Astrobiology, Escalador retirado.