খবর

সংক্রামক রোগ সনাক্তকরণের জন্য ঐতিহ্যগত ডায়াগনস্টিক কৌশলগুলির জন্য বেঞ্চটপ যন্ত্রগুলির ব্যবহার প্রয়োজন যা পয়েন্ট-অফ-কেয়ার টেস্টিং (POCT) এর জন্য উপযুক্ত নয়।উদীয়মান মাইক্রোফ্লুইডিক্স হল একটি অত্যন্ত ক্ষুদ্র, স্বয়ংক্রিয় এবং সমন্বিত প্রযুক্তি যা দ্রুত, কম খরচে, সঠিক অন-সাইট ডায়াগনস্টিকসের জন্য ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির একটি সম্ভাব্য বিকল্প।আণবিক ডায়গনিস্টিক পদ্ধতিগুলি মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসগুলিতে প্যাথোজেন সনাক্তকরণের সবচেয়ে কার্যকর পদ্ধতি হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।এই পর্যালোচনাটি একাডেমিক এবং শিল্প উভয় দৃষ্টিকোণ থেকে সংক্রামক রোগের মাইক্রোফ্লুইডিক-ভিত্তিক আণবিক নির্ণয়ের সাম্প্রতিক অগ্রগতির সংক্ষিপ্তসার করে।প্রথমত, আমরা নমুনা প্রিট্রিটমেন্ট, পরিবর্ধন এবং সংকেত পাঠ সহ নিউক্লিক অ্যাসিডের একটি সাধারণ অন-চিপ প্রক্রিয়াকরণ বর্ণনা করি।চার ধরনের মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মের বৈশিষ্ট্য, সুবিধা এবং অসুবিধার তুলনা করা হয়।পরবর্তীতে, আমরা নিউক্লিক অ্যাসিডের পরম পরিমাণ নির্ধারণের জন্য ডিজিটাল অ্যাস ব্যবহার নিয়ে আলোচনা করব।উভয় শাস্ত্রীয় এবং সাম্প্রতিক বাণিজ্যিক মাইক্রোফ্লুইডিক-ভিত্তিক আণবিক ডায়গনিস্টিক ডিভাইসগুলিকে বাজারের বর্তমান অবস্থার প্রমাণ হিসাবে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।অবশেষে, আমরা সংক্রামক রোগের মাইক্রোফ্লুইডিক নির্ণয়ের জন্য ভবিষ্যতের দিকনির্দেশ প্রস্তাব করি।
সংক্রামক রোগগুলি ব্যাকটেরিয়া, ভাইরাস এবং পরজীবী সহ প্যাথোজেন দ্বারা সৃষ্ট হয়, যা সারা বিশ্বে বিতরণ করা হয়।অন্যান্য রোগের বিপরীতে, প্যাথোজেনগুলি দ্রুত সংক্রামিত হয় এবং ইনোকুলেশন, বায়ু এবং জলের মাধ্যমে মানুষের এবং হোস্ট প্রাণীদের মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে [1]।জনস্বাস্থ্য ব্যবস্থা হিসাবে সংক্রামক রোগ প্রতিরোধ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।সংক্রামক রোগের বিরুদ্ধে লড়াইয়ের জন্য তিনটি প্রধান কৌশল: (1) সংক্রমণের উত্স নিয়ন্ত্রণ;(2) সংক্রমণ পথের বাধা;(3) সংবেদনশীল জনসংখ্যার সুরক্ষা।প্রধান কৌশলগুলির মধ্যে, সংক্রমণের উত্স নিয়ন্ত্রণ করা তার সুবিধা এবং কম খরচের কারণে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কৌশল হিসাবে বিবেচিত হয়।সংক্রামিত ব্যক্তিদের দ্রুত নির্ণয়, বিচ্ছিন্নতা এবং চিকিত্সা গুরুত্বপূর্ণ, দ্রুত, সংবেদনশীল, এবং সঠিক ডায়াগনস্টিক কৌশল প্রয়োজন [2]।সংক্রামক রোগের বর্তমান নির্ণয় সাধারণত লক্ষণ এবং উপসর্গের উপর ভিত্তি করে ক্লিনিকাল পরীক্ষা এবং কোষ সংস্কৃতি এবং আণবিক ডায়াগনস্টিকসের মতো পরীক্ষাগার অধ্যয়নকে একত্রিত করে, যার জন্য প্রশিক্ষিত কর্মী, শ্রম-নিবিড় পদ্ধতি এবং ব্যয়বহুল পরীক্ষার সরঞ্জাম প্রয়োজন [3, 4]।সংক্রামক রোগের প্রাদুর্ভাব প্রতিরোধের জন্য দ্রুত, সস্তা এবং সঠিক স্থানীয় নির্ণয়ের প্রয়োজন, বিশেষ করে সম্পদ-সীমিত এলাকায় যেখানে সংক্রামক রোগগুলি সাধারণ এবং গুরুতর [৫], সেইসাথে প্রান্তরে বা যুদ্ধক্ষেত্রে চিকিত্সা, যেখানে জরুরী অবস্থা অনির্দেশ্য।.চিকিৎসা সেবা সীমিত [6]।এই প্রসঙ্গে, মাইক্রোফ্লুইডিক্স হল এমন একটি প্রযুক্তি যা মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেম প্রযুক্তি, ন্যানোটেকনোলজি, বা পদার্থ বিজ্ঞানকে সুনির্দিষ্ট তরল ম্যানিপুলেশন [7,8,9,10] এর জন্য একত্রিত করে, পয়েন্ট-অফ-কেয়ার সনাক্তকরণ (POCT) এর জন্য নতুন সম্ভাবনা প্রদান করে।) হাসপাতাল এবং পরীক্ষাগারের বাইরে সংক্রামক এজেন্ট।প্রথাগত সময়-সাপেক্ষ ডায়গনিস্টিকসের তুলনায়, মাইক্রোফ্লুইডিক প্রযুক্তি রোগের প্রাদুর্ভাবের সময় আণবিক ডায়াগনস্টিকসের জন্য নমুনা এবং খরচ সাশ্রয় করে।করোনাভাইরাস রোগ 2019 (COVID-19) এর বিশ্বব্যাপী বিস্তার গুরুতর তীব্র শ্বাসযন্ত্রের সিন্ড্রোম করোনাভাইরাস 2 (SARS-CoV-2) দ্বারা সৃষ্ট, তাই মহামারীটির সময়মত প্রতিরোধ ও নিয়ন্ত্রণের জন্য মাইক্রোফ্লুইডিক্সের গুরুত্ব আবার জোর দেওয়া হয়েছে [১১, ১২ , 13]।প্রথাগত ডায়াগনস্টিকসের বিপরীতে, মাইক্রোফ্লুইডিক POCT নমুনা বিন্দুর কাছাকাছি পরীক্ষা করার জন্য বেঞ্চটপ বিশ্লেষক থেকে ছোট সাইডস্ট্রিম টেস্ট স্ট্রিপ পর্যন্ত ছোট পোর্টেবল ডিভাইস ব্যবহার করে [14]।এই পরীক্ষাগুলি সরলীকৃত বা কোন নমুনা প্রস্তুতি, দ্রুত সংকেত পরিবর্ধন, এবং সংবেদনশীল সংকেত রিডিং বৈশিষ্ট্যযুক্ত যার ফলে অল্প সময়ের মধ্যে এবং মিনিটের মধ্যে সঠিক ফলাফল পাওয়া যায়।মাইক্রোফ্লুইডিক-ভিত্তিক স্বাস্থ্যসেবা যন্ত্রগুলির প্রাপ্যতা এবং ব্যাপক উত্পাদন হাসপাতালের বাইরে, রোগীর কাছাকাছি এবং এমনকি বাড়িতে তাদের ব্যয়-কার্যকর এবং সরাসরি ডায়াগনস্টিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে প্রসারিত করেছে।
সংক্রামক রোগ নির্ণয়ের জন্য বিদ্যমান কৌশলগুলির মধ্যে, আণবিক ডায়গনিস্টিকগুলি সবচেয়ে সংবেদনশীলগুলির মধ্যে একটি [15, 16]।উপরন্তু, আণবিক ডায়াগনস্টিকগুলি প্রায়শই COVID-19-এর ক্রমাগত সনাক্তকরণের জন্য স্বর্ণের মান হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যা একটি ইমিউন প্রতিক্রিয়া [17, 18] শুরু হওয়ার আগে আরএনএ বা ডিএনএর ভাইরাস-নির্দিষ্ট অঞ্চলগুলির সরাসরি সনাক্তকরণের অনুমতি দেয়।বর্তমান পর্যালোচনায়, আমরা সংক্রামক রোগের জন্য মাইক্রোফ্লুইডিক্স-ভিত্তিক আণবিক ডায়গনিস্টিক প্রক্রিয়াগুলির সর্বশেষ অগ্রগতি উপস্থাপন করি, একটি একাডেমিক দৃষ্টিকোণ থেকে ভবিষ্যতের শিল্প দৃষ্টিকোণ পর্যন্ত (চিত্র 1)।আমরা নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের তিনটি মূল ধাপ দিয়ে শুরু করব: অন-চিপ নমুনা প্রিট্রিটমেন্ট, নিউক্লিক অ্যাসিড পরিবর্ধন এবং সংকেত পাঠ।তারপরে আমরা বিভিন্ন ধরণের মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মকে তাদের গঠন এবং কার্যকারিতার সাথে তুলনা করেছি, অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি (শক্তি এবং দুর্বলতা) দেখায়।ডিজিটাল নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণ আরও আলোচনা করা হয়েছে এবং সংক্রামক প্যাথোজেন অণুর পরম পরিমাণ নির্ধারণের জন্য তৃতীয় প্রজন্মের প্রযুক্তির উদাহরণ হিসাবে দেওয়া হয়েছে।এছাড়াও, আণবিক ডায়গনিস্টিকসের জন্য মাইক্রোফ্লুইডিক POCT বাজারের বর্তমান অবস্থা প্রদর্শনের জন্য বেশ কয়েকটি সাধারণ এবং সর্বশেষ বাণিজ্যিক POCT ডিভাইস উপস্থাপন করা হবে।আমরা ভবিষ্যতের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আমাদের দৃষ্টিভঙ্গি নিয়ে আলোচনা করব এবং ব্যাখ্যা করব।
নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের জন্য মাইক্রোফ্লুইডিক চিপগুলির মডিউলগুলিকে তাদের ফাংশন অনুসারে তিনটি বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে (নমুনা, স্বীকৃতি এবং সংকেত) [19]।এই মডিউলগুলির মধ্যে, স্যাম্পলিং মডিউল প্রধানত নমুনা লাইসিস এবং নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন উপলব্ধি করে।সেন্সর মডিউল প্রধানত নিউক্লিক অ্যাসিড সংকেতের রূপান্তর এবং পরিবর্ধন নিয়ন্ত্রণ করে।সিগন্যালিং মডিউল সেন্সিং মডিউল দ্বারা রূপান্তরিত এবং প্রক্রিয়াকৃত সংকেত সনাক্ত করে।একটি চিপে নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্ত করার প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে, আমরা "ইনপুট এবং আউটপুট" ফাংশন উপলব্ধি করতে পারে এমন বিভিন্ন চিপগুলির সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেব।
নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের প্রথম ধাপ হল নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন, অর্থাৎ মূল নমুনা থেকে লক্ষ্য নিউক্লিক অ্যাসিডকে বিচ্ছিন্ন করা।নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন অন্যান্য আণবিক দূষক থেকে নিউক্লিক অ্যাসিড শুদ্ধ করতে, নিউক্লিক অ্যাসিড অণুর প্রাথমিক কাঠামোর অখণ্ডতা নিশ্চিত করতে এবং ফলাফল অপ্টিমাইজ করতে সঞ্চালিত হয়।নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশনের জন্য প্রয়োজনীয় নমুনা লাইসিস এবং নিউক্লিক অ্যাসিড ক্যাপচার প্রয়োজন, যার গুণমান এবং দক্ষতা গবেষণা এবং ডায়াগনস্টিক ফলাফলের উপর বিশাল প্রভাব ফেলে।নিষ্কাশন সময় কোন সূক্ষ্ম পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া আরও সনাক্তকরণ সীমিত করতে পারে.উদাহরণস্বরূপ, পলিমারেজ চেইন প্রতিক্রিয়া (PCR) এবং লুপ আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন (LAMP) পদ্ধতিগুলি নিউক্লিক অ্যাসিড বিচ্ছিন্নকরণ বিকারকগুলিতে ইথানল এবং আইসোপ্রোপ্যানলের মতো কিছু অবশিষ্ট জৈব দ্রাবক দ্বারা বাধা দেওয়া হয় [20]।তরল-তরল নিষ্কাশন এবং সলিড-ফেজ নিষ্কাশন হল নিউক্লিক অ্যাসিডগুলিকে বিচ্ছিন্ন করার জন্য সবচেয়ে জনপ্রিয় পদ্ধতি [২১], তবে, একটি চিপে তরল-তরল নিষ্কাশন অত্যন্ত সীমিত, যেহেতু তরল-তরল নিষ্কাশনে ব্যবহৃত বিকারকগুলি বেশিরভাগ মাইক্রোফ্লুইডিক চিপগুলির ক্ষয় সৃষ্টি করে। .এখানে, আমরা মাইক্রোয়ারে-ভিত্তিক কঠিন ফেজ নিষ্কাশন পদ্ধতি হাইলাইট করি এবং তাদের সুবিধা এবং অসুবিধাগুলির তুলনা করি।
সিলিকন একটি সাবস্ট্রেট উপাদান যা নিউক্লিক অ্যাসিডের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ তার জৈব সামঞ্জস্যতা, স্থিতিশীলতা এবং পরিবর্তনের সহজতার কারণে [22]।গুরুত্বপূর্ণভাবে, যখন সিলিকা বা অন্যান্য উপকরণ দিয়ে পরিবর্তিত হয়, তখন এই যৌগটি নিম্ন পিএইচ, উচ্চ লবণের অবস্থার অধীনে নেতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত নিউক্লিক অ্যাসিড শোষণ করার বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে যখন উচ্চ পিএইচ, কম লবণের সমাধান।এই ঘটনার উপর ভিত্তি করে, নিউক্লিক অ্যাসিড বিশুদ্ধ করা সম্ভব।
সিলিকা-ভিত্তিক উপকরণের বিভিন্ন রূপ মাইক্রোফ্লুইডিক্সে নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশনের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে, যেমন সিলিকা পুঁতি, গুঁড়া, মাইক্রোফাইবার ফিল্টার এবং সিলিকা ঝিল্লি [23, 24, 25, 26]।উপাদানের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণগুলি মাইক্রোসার্কিটগুলিতে বিভিন্ন উপায়ে ব্যবহার করা যেতে পারে।উদাহরণস্বরূপ, সিলিকা গ্রানুলস, পাউডার এবং বাণিজ্যিক ন্যানোফিল্টারগুলিকে কেবল মাইক্রোফ্লুইডিক চিপসের ছিদ্র বা মাইক্রোচ্যানেলগুলিতে স্থাপন করা যেতে পারে এবং নমুনাগুলি থেকে নিউক্লিক অ্যাসিড বের করতে সহায়তা করে [27, 28, 29]।সারফেস-পরিবর্তিত সিলিকা ঝিল্লিও কম খরচে রোগজীবাণু থেকে দ্রুত ডিএনএ শুদ্ধ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।উদাহরণস্বরূপ, ওয়াং এট আল।[৩০] কাইটোসান অলিগোস্যাকারাইডের সাথে প্রলিপ্ত সিলিকা ঝিল্লির সাথে ভেসিকল-মিডিয়াটেড চেইন এক্সচেঞ্জের সাথে ডিনাচারিং অ্যামপ্লিফিকেশন বিক্রিয়া একত্রিত করে, একটি বহুমুখী পোর্টেবল সিস্টেম চালু করা হয়েছিল যা সফলভাবে 102-108 উপনিবেশ গঠনকারী ইউনিট সনাক্ত করেছে।(CFU)/ml Vibrio parahaemolyticus., এবং ভাইরাসের উপস্থিতি সহজেই দৃশ্যমান ছিল।পাওয়েল এট আল।[৩১] সিলিকন-ভিত্তিক মাইক্রোঅ্যারেগুলি তখন হেপাটাইটিস সি ভাইরাস (HCV), হিউম্যান ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি ভাইরাস (এইচআইভি), জিকা ভাইরাস, এবং হিউম্যান প্যাপিলোমাভাইরাস এবং স্বয়ংক্রিয় বংশবিস্তার শনাক্ত করতে ব্যবহার করা হয়েছিল, যেখানে আরএনএ ভাইরাস ধরার জন্য একটি 1.3 μl টর্টুয়াস মাইক্রোরেক্টর তৈরি করা হয়েছিল।এবং সিটু পরিবর্ধন সঞ্চালন.এই পদ্ধতিগুলি ছাড়াও, পৃষ্ঠ-সংশোধিত সিলিকা মাইক্রোকলামগুলিও নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশনে একটি মূল ভূমিকা পালন করে, কারণ পরিবর্তনকারী উপাদানের জ্যামিতি এবং বৈশিষ্ট্যগুলি নিষ্কাশন দক্ষতাকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে।চেন এট আল।[৩২] অ্যামিনো-কোটেড সিলিকন মাইক্রোকলামের উপর ভিত্তি করে কম ঘনত্বের আরএনএ বিচ্ছিন্ন করার জন্য একটি মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম প্রস্তাব করেছে।এই মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসটি একটি সিলিকন সাবস্ট্রেটে 0.25 সেমি 2 মাইক্রোপিলারের একটি অ্যারেকে একীভূত করে যাতে উচ্চ সারফেস এরিয়া থেকে ভলিউম অনুপাত ডিজাইনের মাধ্যমে উচ্চতর নিষ্কাশন দক্ষতা অর্জন করা যায়।এই নকশার সুবিধা হল মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসটি 95% পর্যন্ত নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন দক্ষতা অর্জন করতে পারে।এই সিলিকন-ভিত্তিক কৌশলগুলি কম খরচে নিউক্লিক অ্যাসিডগুলিকে দ্রুত বিচ্ছিন্ন করার মান প্রদর্শন করে।মাইক্রোফ্লুইডিক চিপসের সংমিশ্রণে, সিলিকন-ভিত্তিক নিষ্কাশন কৌশলগুলি কেবল নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের দক্ষতা বাড়াতে পারে না, তবে বিশ্লেষণাত্মক ডিভাইসগুলির ক্ষুদ্রকরণ এবং একীকরণকেও সহজতর করতে পারে [20]।
চৌম্বকীয় বিচ্ছেদ পদ্ধতি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের উপস্থিতিতে নিউক্লিক অ্যাসিডকে বিচ্ছিন্ন করতে চৌম্বকীয় কণা ব্যবহার করে।সাধারণত ব্যবহৃত চৌম্বকীয় কণাগুলির মধ্যে রয়েছে Fe3O4 বা γ-Fe2O3 চৌম্বকীয় কণা যা সিলিকা, অ্যামিনো এবং কার্বক্সিল [33,34,35,36] দিয়ে লেপা।সিলিকন-ভিত্তিক SPE পদ্ধতির তুলনায় চৌম্বকীয় কণার স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হল বাহ্যিক চুম্বকের সাহায্যে ম্যানিপুলেশন এবং নিয়ন্ত্রণের সহজতা।
নিউক্লিক অ্যাসিড এবং সিলিকার মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়া ব্যবহার করে, উচ্চ লবণ এবং কম পিএইচের অবস্থার অধীনে, নিউক্লিক অ্যাসিডগুলি সিলিকা-কোটেড চৌম্বকীয় কণার পৃষ্ঠে শোষিত হয়, যখন কম লবণ এবং উচ্চ পিএইচের পরিস্থিতিতে, অণুগুলিকে ধুয়ে ফেলা যায়। আবার.সিলিকা-কোটেড চৌম্বকীয় পুঁতি চৌম্বকীয়ভাবে নিয়ন্ত্রিত গতি ব্যবহার করে বড় আয়তনের নমুনা (400 μL) থেকে DNA বের করা সম্ভব করে তোলে [37]।একটি প্রদর্শন হিসাবে, Rodriguez-Mateos et al.[৩৮] বিভিন্ন চেম্বারে চৌম্বকীয় পুঁতির স্থানান্তর নিয়ন্ত্রণ করতে টিউনেবল ম্যাগনেট ব্যবহার করা হয়।সিলিকা-কোটেড চৌম্বক কণার উপর ভিত্তি করে, SARS-CoV-2 জিনোমিক RNA এর 470 কপি/mL LAMP রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন সনাক্তকরণ (RT-LAMP) এর জন্য বর্জ্য জলের নমুনা থেকে বের করা যেতে পারে এবং প্রতিক্রিয়া 1 ঘন্টার মধ্যে পড়া যাবে।খালি চোখে (চিত্র 2a)।
চৌম্বকীয় এবং ছিদ্রযুক্ত পদার্থের উপর ভিত্তি করে ডিভাইস।SARS-CoV-2 RNA সনাক্তকরণের জন্য IFAST RT-LAMP মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসের ধারণাগত চিত্র ([38] থেকে অভিযোজিত)।b buccal swab নিউক্লিক অ্যাসিডের dSPE এর জন্য সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রো ডিভাইস ([39] থেকে অভিযোজিত)।c একটি FTA® কার্ড ব্যবহার করে অন্তর্নির্মিত স্ব-চালিত নমুনা কেন্দ্রীভূত ([50] থেকে অভিযোজিত)।d ফিউশন 5 ফিল্টার পেপার চিটোসান দিয়ে পরিবর্তিত ([51] থেকে অভিযোজিত)।SARS-CoV-2 গুরুতর তীব্র শ্বাসযন্ত্রের সিনড্রোম করোনাভাইরাস 2, RT-LAMP রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন লুপ মধ্যস্থতাকারী আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন, এফটিএ ফাইন্ডারস প্রযুক্তি অংশীদার, এনএ নিউক্লিক অ্যাসিড
ধনাত্মক চার্জযুক্ত চৌম্বকীয় কণা একটি নিউক্লিক অ্যাসিডের ফসফেট মেরুদণ্ড সংযুক্ত করার জন্য আদর্শ।একটি নির্দিষ্ট লবণের ঘনত্বে, নিউক্লিক অ্যাসিডের নেতিবাচক চার্জযুক্ত ফসফেট গ্রুপগুলি চৌম্বকীয় যৌগিক কণাগুলির পৃষ্ঠে ইতিবাচকভাবে চার্জ করা যেতে পারে।অতএব, নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশনের জন্য একটি রুক্ষ পৃষ্ঠ এবং উচ্চ ঘনত্বের অ্যামিনো গ্রুপের চৌম্বকীয় ন্যানো পার্টিকেলগুলি তৈরি করা হয়েছিল।চৌম্বকীয় বিচ্ছেদ এবং ব্লক করার পরে, চৌম্বকীয় ন্যানো পার্টিকেল এবং ডিএনএ কমপ্লেক্সগুলি সরাসরি পিসিআর-এ ব্যবহার করা যেতে পারে, যা জটিল এবং সময়সাপেক্ষ পরিশোধন এবং ইলুশন অপারেশনের প্রয়োজনীয়তা দূর করে [35]।নেতিবাচক কার্বক্সিল গ্রুপের সাথে প্রলিপ্ত চৌম্বকীয় ন্যানো পার্টিকেলগুলি উচ্চ ঘনত্বের পলিথিন গ্লাইকোল এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণগুলিতে পৃষ্ঠের উপর শোষিত নিউক্লিক অ্যাসিডগুলিকে আলাদা করতেও ব্যবহার করা হয়েছে [36]।এই পৃষ্ঠ-পরিবর্তিত চৌম্বক পুঁতির সাথে, ডিএনএ নিষ্কাশন পরবর্তী পরিবর্ধনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।ডিগনান এট আল।[৩৯] নিউক্লিক অ্যাসিড প্রিট্রিটমেন্টের জন্য একটি স্বয়ংক্রিয় এবং পোর্টেবল সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম বর্ণনা করেছেন, যা অ-প্রযুক্তিগত কর্মীদের সাইটে এটি ব্যবহার করার অনুমতি দেয়।উপরন্তু, LAMP-এর সাথে বিচ্ছিন্ন ডিএনএর সামঞ্জস্য, একটি পদ্ধতি যা পয়েন্ট-অফ-কেয়ার নিউক্লিক অ্যাসিড বিশ্লেষণের জন্য উপযুক্ত, আরও দেখায় ন্যূনতম সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তা এবং কালারমেট্রিক অ্যাসেসের জন্য উপযুক্ততা (চিত্র 2b)।
চৌম্বক গুটিকা পদ্ধতিগুলি স্বয়ংক্রিয় নিষ্কাশনের সম্ভাবনা প্রদান করে, যার মধ্যে কিছু বাণিজ্যিক স্বয়ংক্রিয় নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশনের মধ্যে বিদ্যমান [কিংফিশার;ThermoFisher (Waltham, MA, USA), QIAcube® HT;CapitalBio (Beijing, China) এবং Biomek®;বেকম্যান (মিয়ামি, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র)।), ফ্লোরিডা, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র)]।মাইক্রোফ্লুইডিক্সের সাথে চৌম্বকীয় পুঁতিগুলিকে একত্রিত করার সুবিধাগুলি নিউক্লিক অ্যাসিডের দক্ষ স্বয়ংক্রিয় নিষ্কাশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যা সম্ভাব্যভাবে আণবিক ডায়গনিস্টিকসের বিকাশকে এগিয়ে নিতে পারে;যাইহোক, মাইক্রোফ্লুইডিক্সের সাথে চৌম্বক পুঁতির সংমিশ্রণ এখনও চৌম্বক পুঁতির সুনির্দিষ্ট ম্যানিপুলেশনের জন্য জটিল নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার উপর অনেক বেশি নির্ভর করে, যা বাণিজ্যিক পণ্যগুলির জনপ্রিয়তাকে বোঝায় ভারী এবং ব্যয়বহুল, যা POCT-এ চৌম্বক পুঁতির আরও প্রয়োগকে সীমিত করে।
বেশ কিছু ছিদ্রযুক্ত উপাদান যেমন পরিবর্তিত নাইট্রোসেলুলোজ ফিল্টার, ফাইন্ডারস টেকনোলজি অ্যাসোসিয়েটস (এফটিএ) কার্ড, পলিথারসালফোন-ভিত্তিক ফিল্টার পেপার, এবং গ্লাইক্যান-কোটেড উপাদানগুলিও নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে [40, 41, 42, 43, 44]।ছিদ্রযুক্ত তন্তুযুক্ত পদার্থ যেমন আঁশযুক্ত কাগজ প্রথমে ডিএনএকে বিচ্ছিন্ন করতে ব্যবহৃত হয়েছিল দীর্ঘ-অবস্থিত ডিএনএ অণুকে ফাইবারগুলির সাথে শারীরিকভাবে আটকে রেখে।ছোট ছিদ্রগুলি ডিএনএ অণুর একটি শক্তিশালী শারীরিক সীমাবদ্ধতার দিকে পরিচালিত করে, যা ইতিবাচকভাবে ডিএনএ নিষ্কাশনকে প্রভাবিত করে।তন্তুযুক্ত কাগজের বিভিন্ন ছিদ্র আকারের কারণে, নিষ্কাশন দক্ষতা ডিএনএ পরিবর্ধনের চাহিদা মেটাতে পারে না [45, 46]।এফটিএ কার্ড হল একটি বাণিজ্যিক ফিল্টার পেপার যা ফরেনসিক ওষুধের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় এবং আণবিক ডায়াগনস্টিকসের অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।সেলুলোজ ফিল্টার পেপার ব্যবহার করে বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থের মাধ্যমে নমুনায় কোষের ঝিল্লি লাইজ করার জন্য, মুক্তিপ্রাপ্ত ডিএনএ 2 বছর পর্যন্ত অবক্ষয় থেকে রক্ষা পায়।অতি সম্প্রতি, SARS-CoV-2, লেশম্যানিয়াসিস এবং ম্যালেরিয়া [47,48,49] সহ বিভিন্ন প্যাথোজেনগুলির আণবিক সনাক্তকরণের জন্য গর্ভধারণ করা সেলুলোজ কাগজ তৈরি করা হয়েছে।বিচ্ছিন্ন প্লাজমাতে এইচআইভি সরাসরি লাইজ করা হয়, এবং ভাইরাল নিউক্লিক অ্যাসিড এফটিএ® ফ্লো মেমব্রেনে সমৃদ্ধ হয় যা কনসেনট্রেটারে তৈরি হয়, যা নিউক্লিক অ্যাসিড [50] (চিত্র 2c) এর দক্ষ উৎপাদনের অনুমতি দেয়।এফটিএ কার্ড ব্যবহার করে নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের প্রধান সমস্যা হল গুয়ানিডিন এবং আইসোপ্রোপ্যানলের মতো রাসায়নিকগুলি পরবর্তী পরিবর্ধন প্রতিক্রিয়াগুলিকে বাধা দেয়।এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, আমরা ফিউশন 5 চিটোসান-সংশোধিত ফিল্টার পেপার তৈরি করেছি, যা অত্যন্ত দক্ষ নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন অর্জনের জন্য ডিএনএ অণু এবং তন্তুযুক্ত ফিল্টার পেপারের শারীরিক ইন্টারলেসিং এবং কাইটোসান-পরিবর্তিত যৌগের ডিএনএর ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শোষণ উভয়ের সুবিধার সমন্বয় করে। ..ফিল্টার ফাইবার [51] (চিত্র 2d)।একইভাবে, ঝু এট আল।[৫২] জিকা ভাইরাস আরএনএ দ্রুত বিচ্ছিন্নকরণ এবং সনাক্তকরণের জন্য একটি ইন সিটু ক্যাপিলারি মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে একটি চিটোসান-সংশোধিত পিসিআর পদ্ধতি প্রদর্শন করেছে।নিউক্লিক অ্যাসিডগুলি কাইটোসানের চালু/বন্ধ সুইচ বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে যথাক্রমে মিশ্র লাইসেট/পিসিআর মাধ্যমে শোষণ/শোষিত হতে পারে।চালু এবং বন্ধ", pH-এর প্রতি প্রতিক্রিয়াশীল।
উপরে উল্লিখিত হিসাবে, এই কৌশলগুলি বিভিন্ন কঠিন ফেজ উপকরণগুলির সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে এবং মাইক্রোফ্লুইডিক্সে নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশনের দক্ষতা বাড়ায়।ব্যবহারিক প্রয়োগে, এই উপকরণগুলির বৃহৎ পরিমাণে ব্যবহার অপ্রয়োজনীয়, এবং সঠিক পৃষ্ঠের চিকিত্সা বা এই উপকরণগুলির সাথে সাধারণ উপাদানগুলির পৃষ্ঠ পরিবর্তনও তাদের কার্যকারিতা সংরক্ষণ করতে পারে।অতএব, এটি বিশ্বাস করা হয় যে একটি পাইলট অধ্যয়নের পরে এই কৌশলগুলির বাস্তবায়ন খরচ কমাতে পারে।
মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মে নিউক্লিক অ্যাসিড পরীক্ষা প্রায়ই ছোট নমুনা ভলিউম ব্যবহার করে (< 100 μl), তাই একটি সংকেতে রূপান্তর করার জন্য নির্দিষ্ট প্রোবের সাথে লক্ষ্য নিউক্লিক অ্যাসিডের পরিবর্ধন প্রয়োজন যা নিম্নধারা সনাক্তকরণের জন্য সুবিধাজনক (অপটিক্যাল, বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক) [53, 54]। মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মে নিউক্লিক অ্যাসিড পরীক্ষা প্রায়ই ছোট নমুনা ভলিউম ব্যবহার করে (< 100 μl), তাই একটি সংকেতে রূপান্তর করার জন্য নির্দিষ্ট প্রোবের সাথে লক্ষ্য নিউক্লিক অ্যাসিডের পরিবর্ধন প্রয়োজন যা নিম্নধারা সনাক্তকরণের জন্য সুবিধাজনক (অপটিক্যাল, বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক) [53, 54]। При тестировании нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах часто используются небольшие объемы образцов (< 100 мкл), поэтому требуется амплификация целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигнал, удобный для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]. মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মে নিউক্লিক অ্যাসিড পরীক্ষা করার সময়, ছোট নমুনা ভলিউম (<100 μL) প্রায়শই ব্যবহার করা হয়, তাই বিশেষ প্রোবের সাহায্যে লক্ষ্য নিউক্লিক অ্যাসিডের পরিবর্ধনের প্রয়োজন হয় যাতে পরবর্তী সনাক্তকরণের জন্য সুবিধাজনক একটি সংকেতে রূপান্তর করা হয় (অপটিক্যাল, বৈদ্যুতিক, এবং চৌম্বকীয়) [৫৩, ৫৪]।微流控 平台 的 的 核酸 检测 通常 使用 小样本量 （<100 µL） ， 因此 需要 使用 特定 探针 扩增 目标 核酸 ， 以 为 下游 下游 检测 （光学 电学 和 磁学]।微流控 平台 上 的 核酸 检测 使用 小样本量 （（<100 µL） ， 因此 需要 特定 探针 扩增 目标 ， 转换 转换 为 为 下游 （光学 、 电学 磁学） 信号 信号]। Обнаружение нуклеиновых кислот на микрожидкостных платформах обычно использует небольшие объемы образцов (<100 мкл), что требует амплификации целевых нуклеиновых кислот с помощью специальных зондов для преобразования в сигналы для последующего обнаружения (оптического, электрического и магнитного) [53, 54]]. মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মে নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণে সাধারণত ছোট নমুনা ভলিউম (<100 μl) ব্যবহার করা হয়, যার জন্য পরবর্তী সনাক্তকরণের জন্য সংকেতে রূপান্তর করার জন্য বিশেষ প্রোবের সাহায্যে লক্ষ্য নিউক্লিক অ্যাসিডগুলির পরিবর্ধন প্রয়োজন (অপটিক্যাল, বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বকীয়) [53, 54]] .মাইক্রোফ্লুইডিক্সে নিউক্লিক অ্যাসিড পরিবর্ধন এছাড়াও প্রতিক্রিয়ার গতি বাড়াতে পারে, সনাক্তকরণের সীমা অপ্টিমাইজ করতে পারে, নমুনার প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করতে পারে এবং সনাক্তকরণের যথার্থতা উন্নত করতে পারে [55, 56]।সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, দ্রুত এবং সঠিক সনাক্তকরণের উপলব্ধির সাথে, বিভিন্ন নিউক্লিক অ্যাসিড পরিবর্ধন পদ্ধতিগুলি মাইক্রোফ্লুইডিক্সে প্রয়োগ করা হয়েছে, যার মধ্যে পিসিআর এবং কিছু আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন প্রতিক্রিয়া রয়েছে।এই বিভাগটি মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের পদ্ধতিগুলিকে সংক্ষিপ্ত করবে।
পিসিআর হল একটি জীবের ডিএনএ প্রতিলিপি প্রক্রিয়ার একটি অনুকরণ, যার তত্ত্বটি অন্য কোথাও বিস্তারিতভাবে বর্ণিত হয়েছে এবং এখানে আলোচনা করা হবে না।পিসিআর একটি সূচকীয় হারে খুব অল্প পরিমাণ লক্ষ্য ডিএনএ/আরএনএ প্রশস্ত করতে পারে, যা পিসিআরকে নিউক্লিক অ্যাসিডের দ্রুত সনাক্তকরণের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার করে তোলে।সাম্প্রতিক দশকগুলিতে, পিসিআর থার্মাল সাইক্লিং সিস্টেমের সাথে সজ্জিত অনেক পোর্টেবল মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসগুলি পয়েন্ট-অফ-কেয়ার ডায়াগনস্টিকসের চাহিদা মেটাতে তৈরি করা হয়েছে [57, 58]।অন-চিপ পিসিআরকে বিভিন্ন তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি [৫৯] অনুসারে চার প্রকারে (প্রচলিত, অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ, স্থানিকভাবে সুইচড এবং সংবহনশীল পিসিআর) ভাগ করা যায়।উদাহরণস্বরূপ, Gee et al.[৬০] গলা সোয়াব নমুনায় SARS-CoV-2, ইনফ্লুয়েঞ্জা A এবং B ভাইরাসের মাল্টিপ্লেক্স সনাক্তকরণের জন্য তাদের নিজস্ব মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মে একটি সরাসরি বিপরীত প্রতিলিপি পরিমাণগত PCR (RT-qPCR) পদ্ধতি তৈরি করেছে (চিত্র 3a)।পার্ক এট আল।[৬১] পাতলা ফিল্ম পিসিআর, ইলেক্ট্রোড এবং আঙুল-চালিত পলিডাইমিথিসিলোক্সেন-ভিত্তিক মাইক্রোফ্লুইডিক মডিউলকে একীভূত করে একটি সাধারণ প্যাথোজেন বিশ্লেষণ চিপ তৈরি করেছেন।যাইহোক, উভয় কাজই প্রচলিত পিসিআর-এর সাধারণ ত্রুটিগুলিকে মূর্ত করে।পিসিআর-এর জন্য থার্মাল সাইক্লিং প্রয়োজন, যা ডিভাইসের আরও ক্ষুদ্রকরণ এবং পরীক্ষার সময় কমিয়ে দেয়।
ক্রমাগত প্রবাহ ভিত্তিক মাইক্রোফ্লুইডিক এবং স্পেস-সুইচড পিসিআরের বিকাশ এই সমস্যাটি সমাধানের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।একটি দীর্ঘ সর্পটিন চ্যানেল বা একটি ছোট সোজা চ্যানেল ব্যবহার করে, অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ পিসিআর একটি অফ-চিপ পাম্প সহ তিনটি প্রিহিট জোনে সক্রিয়ভাবে বিকারকগুলিকে সঞ্চালন করে দ্রুত পরিবর্ধন প্রদান করতে পারে।এই ক্রিয়াকলাপটি সফলভাবে বিভিন্ন প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রার মধ্যে রূপান্তর পর্যায়কে এড়ায় এবং এইভাবে পরীক্ষার সময়কে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে [৬২] (চিত্র 3বি)।জং এট আল দ্বারা আরেকটি গবেষণায়।[63] একটি নতুন ঘূর্ণমান পিসিআর জেনেটিক বিশ্লেষক প্রস্তাব করেছেন যা আল্ট্রাফাস্ট এবং মাল্টিপ্লেক্স রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন পিসিআর (চিত্র 3c) এর জন্য ফিক্সড এবং ফ্লো পিসিআর-এর বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে।নিউক্লিক অ্যাসিড পরিবর্ধনের জন্য, পিসিআর মাইক্রোচিপ তিনটি হিটিং ব্লকের মাধ্যমে বিভিন্ন তাপমাত্রায় ঘোরানো হবে: 1. ডিনাচুরেশন ব্লক 94°C, 2. 58°C এ অ্যানিলিং ব্লক, 3. 72°C এ সম্প্রসারণ ব্লক।
মাইক্রোফ্লুইডিক্সে পিসিআরের প্রয়োগ।একটি microfluidic প্ল্যাটফর্মে dirRT-qPCR এর পরিকল্পিত উপস্থাপনা ([60] থেকে অভিযোজিত)।b একটি সার্পটিন চ্যানেলের উপর ভিত্তি করে একটি অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ পিসিআর মাইক্রোয়ারের পরিকল্পিত উপস্থাপনা ([62] থেকে অভিযোজিত)।c একটি মাইক্রোচিপ, তিনটি হিটিং ব্লক এবং একটি স্টেপার মোটর সমন্বিত একটি রোটারি পিসিআর জেনেটিক অ্যানালাইজারের পরিকল্পিত উপস্থাপনা ([63] থেকে অভিযোজিত)।d সেন্ট্রিফিউগেশন এবং সেটআপ সহ থার্মোকনভেকশন পিসিআরের চিত্র ([64] থেকে অভিযোজিত)।DirRT-qPCR, সরাসরি পরিমাণগত বিপরীত প্রতিলিপি পলিমারেজ চেইন প্রতিক্রিয়া
কৈশিক এবং লুপ বা এমনকি পাতলা প্লেট ব্যবহার করে, পরিচলন পিসিআর বাহ্যিক পাম্পের প্রয়োজন ছাড়াই প্রাকৃতিক মুক্ত তাপীয় পরিচলন দ্বারা নিউক্লিক অ্যাসিডকে দ্রুত প্রসারিত করতে পারে।উদাহরণস্বরূপ, একটি সাইক্লিক ওলেফিন পলিমার মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম তৈরি করা হয়েছিল একটি তৈরি করা ঘূর্ণায়মান গরম করার পর্যায়ে যা একটি পিসিআর লুপ মাইক্রোচ্যানেলে সেন্ট্রিফিউগেশন সহ তাপীয় সাইক্লিং ব্যবহার করে [64] (চিত্র 3d)।প্রতিক্রিয়া দ্রবণটি তাপ পরিচলন দ্বারা চালিত হয়, যা ক্রমাগত উচ্চ এবং নিম্ন তাপমাত্রাকে একটি বৃত্তাকার কাঠামো সহ একটি মাইক্রোচ্যানেলে বিনিময় করে।সম্পূর্ণ পরিবর্ধন প্রক্রিয়া 70.5 পিজি/চ্যানেল সনাক্তকরণ সীমা সহ 10 মিনিটের মধ্যে সম্পন্ন করা যেতে পারে।
প্রত্যাশিত হিসাবে, দ্রুত পিসিআর সম্পূর্ণরূপে সমন্বিত নমুনা-প্রতিক্রিয়া আণবিক ডায়গনিস্টিক এবং মাল্টিপ্লেক্স বিশ্লেষণ সিস্টেমের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার।দ্রুত পিসিআর SARS-CoV-2 সনাক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় সময়কে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, যা COVID-19 মহামারী কার্যকর নিয়ন্ত্রণে অবদান রাখে।
PCR-এর জন্য একটি জটিল থার্মাল সাইক্লার প্রয়োজন যা POCT-এর জন্য উপযুক্ত নয়।অতি সম্প্রতি, আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন কৌশলগুলি মাইক্রোফ্লুইডিক্সে প্রয়োগ করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে কিন্তু সীমাবদ্ধ নয় LAMP, রিকম্বিনেজ পলিমারেজ অ্যামপ্লিফিকেশন (RPA), এবং নিউক্লিক অ্যাসিড সিকোয়েন্সের উপর ভিত্তি করে পরিবর্ধন [65,66,67,68]।এই কৌশলগুলির সাহায্যে, নিউক্লিক অ্যাসিডগুলি একটি ধ্রুবক তাপমাত্রায় প্রশস্ত করা হয়, যা কম খরচে, আণবিক ডায়গনিস্টিকসের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল পোর্টেবল POCT ডিভাইস তৈরি করতে সহায়তা করে।
উচ্চ-থ্রুপুট মাইক্রোফ্লুইডিক্স-ভিত্তিক LAMP অ্যাসগুলি একাধিক সংক্রামক রোগ সনাক্তকরণের অনুমতি দেয় [42, 69, 70, 71]।একটি সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমের সাথে সংমিশ্রণে, এলএএমপি নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের অটোমেশনকে আরও সহজ করতে পারে [69, 72, 73, 74, 75]।LAMP [76] (চিত্র 4a) ব্যবহার করে একাধিক সমান্তরাল ব্যাকটেরিয়া চাক্ষুষ সনাক্তকরণের জন্য স্পিন-এবং-প্রতিক্রিয়া স্লিপচিপ তৈরি করা হয়েছিল।অ্যাসে অপ্টিমাইজ করা এলএএমপি ব্যবহার করার সময়, ফ্লুরোসেন্স সিগন্যাল-টু-আওয়াজ অনুপাত ছিল প্রায় 5-গুণ, এবং সনাক্তকরণের সীমা জিনোমিক ডিএনএর 7.2 কপি/μl-এ পৌঁছেছিল। অধিকন্তু, ব্যাসিলাস সেরিয়াস, এসচেরিচিয়া কোলি, সালমোনেলা এন্টারিকা, ভিব্রিও ফ্লুভিয়ালিস এবং ভিব্রিও প্যারাহেমোলাইটিকাস সহ পাঁচটি সাধারণ পাচক ব্যাকটেরিয়া প্যাথোজেনের অস্তিত্ব <60 মিনিটে পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে কল্পনা করা হয়েছিল। অধিকন্তু, ব্যাসিলাস সেরিয়াস, এসচেরিচিয়া কোলি, সালমোনেলা এন্টারিকা, ভিব্রিও ফ্লুভিয়ালিস এবং ভিব্রিও প্যারাহেমোলাইটিকাস সহ পাঁচটি সাধারণ পাচক ব্যাকটেরিয়া প্যাথোজেনের অস্তিত্ব <60 মিনিটে পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে কল্পনা করা হয়েছিল।অধিকন্তু, ব্যাসিলাস সেরিয়াস, এসচেরিচিয়া কোলি, সালমোনেলা এন্টারিকা, ভিব্রিও ফ্লুভিয়ালিস এবং ভিব্রিও প্যারাহেমোলাইটিকাস সহ পাচনতন্ত্রের পাঁচটি সাধারণ ব্যাকটেরিয়া প্যাথোজেনের উপস্থিতি 60 মিনিটেরও কম সময়ে এই পদ্ধতি ব্যবহার করে কল্পনা করা হয়েছিল।此外 ， 基于 该 方法 在 <60 分钟 内 可 视化 了 五 种 种 常见 细菌病 原体 的 存在 存在 包括 蜡状 芽孢杆菌 、 、 肠杆菌 、 肠 氏。。 弧菌 副溶血性。。。。此外 ， 基于 该 方法 在 <60 分钟 内 视化 了 五 种 常见 常见 消化道 细菌病 存在 存在 ， 包括 芽孢杆菌 大 大 肠杆菌 、 肠 菌 、 、 弧菌 。。。 。。。 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 弧菌弧菌 弧菌 弧菌 弧菌 HIPএছাড়াও, ব্যাসিলাস সেরিয়াস, এসচেরিচিয়া কোলি, সালমোনেলা এন্টারিকা, ভিব্রিও ফ্লুভিয়াস এবং ভিব্রিও প্যারাহেমোলাইটিকাস সহ পাঁচটি সাধারণ ব্যাকটেরিয়া গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল প্যাথোজেনের উপস্থিতি 60 মিনিটেরও কম সময়ে এই পদ্ধতি ব্যবহার করে কল্পনা করা হয়েছিল।
মাইক্রোফ্লুইডিক্সে LAMP এর সুবিধার মধ্যে রয়েছে, অন্যদের মধ্যে, দ্রুত প্রতিক্রিয়া এবং ক্ষুদ্রাকৃতি সনাক্তকরণ।যাইহোক, প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রার কারণে (প্রায় 70 ডিগ্রি সেলসিয়াস), এলএএমপি চলাকালীন অ্যারোসলগুলি অনিবার্যভাবে উত্পন্ন হয়, যার ফলে উচ্চ মিথ্যা ইতিবাচক হার হয়।অ্যাসের নির্দিষ্টতা, প্রাইমার ডিজাইন, এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণও LAMP-এর জন্য অপ্টিমাইজ করা দরকার।এছাড়াও, চিপ ডিজাইনগুলি যেগুলি একটি একক চিপে একাধিক লক্ষ্য সনাক্তকরণ প্রয়োগ করে সেগুলি অত্যন্ত মূল্যবান এবং বিকাশ করা উচিত৷উপরন্তু, LAMP একটি চিপে সমন্বিত বহু-উদ্দেশ্য সনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত, যা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তবে বিকাশের জন্য এখনও অনেক জায়গা রয়েছে।
LAMP-এর উচ্চ মিথ্যা ইতিবাচক হার RPA দিয়ে আংশিকভাবে হ্রাস করা যেতে পারে, কারণ তুলনামূলকভাবে কম প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা (~37 °C) এর ফলে তুলনামূলকভাবে কম বাষ্পীভবন সমস্যা হয় [77]।RPA সিস্টেমে, দুটি বিপরীত প্রাইমার একটি রিকম্বিনেজের সাথে আবদ্ধ হয়ে DNA সংশ্লেষণ শুরু করে এবং 10 মিনিটের মধ্যে পরিবর্ধন সম্পন্ন করা যেতে পারে [78,79,80,81]।অতএব, পুরো RPA প্রক্রিয়াটি PCR বা LAMP এর চেয়ে অনেক দ্রুত।সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, মাইক্রোফ্লুইডিক প্রযুক্তি RPA [82,83,84] এর গতি এবং নির্ভুলতা আরও উন্নত করতে দেখানো হয়েছে।উদাহরণস্বরূপ, লিউ এট আল।[৮৫] রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন RPA (RT-RPA) এবং একটি সার্বজনীন পার্শ্বীয় প্রবাহ পরীক্ষা স্ট্রিপ সনাক্তকরণ সিস্টেমকে একীভূত করে SARS-CoV-2-এর দ্রুত এবং সংবেদনশীল সনাক্তকরণের জন্য একটি মাইক্রোফ্লুইডিক ইন্টিগ্রেটেড ল্যাটারাল ফ্লো পলিমারেজ রিকম্বিনেজ অ্যামপ্লিফিকেশন অ্যাস তৈরি করেছে।একটি একক মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমে।চিত্র 4b)।সনাক্তকরণের সীমা হল 1 কপি/µl বা 30 কপি/নমুনা, এবং সনাক্তকরণ প্রায় 30 মিনিটের মধ্যে সম্পন্ন করা যেতে পারে।কং এট আল।একটি পরিধানযোগ্য মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইস তৈরি করেছে।[৮৬] শরীরের তাপমাত্রা এবং একটি মোবাইল ফোন-ভিত্তিক ফ্লুরোসেন্স সনাক্তকরণ সিস্টেম ব্যবহার করে দ্রুত এবং সরাসরি RPA ব্যবহার করে HIV-1 DNA সনাক্ত করতে (চিত্র 4c)।পরিধানযোগ্য RPA অ্যাস 24 মিনিটের মধ্যে লক্ষ্য ক্রমটির 100 কপি/mL সনাক্ত করে, যা সম্পদ-সীমিত সেটিংসে HIV-1-সংক্রমিত শিশুদের দ্রুত নির্ণয়ের জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনা প্রদর্শন করে।
পয়েন্ট-অফ-কেয়ার টেস্টিং-এ আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন (POCT)।স্পিন এবং প্রতিক্রিয়া স্লিপচিপের বিকাশ এবং উত্পাদন।প্লাজমা ওয়েল্ডিংয়ের পরে, উপরের এবং নীচের চিপগুলিকে বাদামের একটি সেট দিয়ে একত্রিত করে চূড়ান্ত চিপ তৈরি করা হয়েছিল ([76] থেকে অভিযোজিত)।b COVID-19 সনাক্তকরণের জন্য MI-IF-RPA সিস্টেমের পরিকল্পিত ([85] থেকে অভিযোজিত)।এইচআইভি-1 ডিএনএ দ্রুত সনাক্তকরণের জন্য পরিধানযোগ্য আরপিএ পরীক্ষার পরিকল্পিত ([86] থেকে অভিযোজিত)।SE Salmonella enterica, VF Vibrio fluvius, VP Vibrio parahaemolyticus, BC Bacillus cereus, EC Escherichia coli, FAM carboxyfluorescein, হিউম্যান ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি ভাইরাস HIV, RPA রিকম্বিনেস পলিমারেজ পরিবর্ধন, LED আলো নিঃসরণকারী এফ-এমআই-ফ্লুয়েড-লোমিক ফ্লুভিস-এ এফএএম-এ ফ্লু-মিউনোটেলিক্স, এলইডি লাইট ইমিটিং-এ পরিবর্ধন
মাইক্রোফ্লুইডিক-ভিত্তিক RPA দ্রুত বিকাশ করছে, তবে, চিপ তৈরির খরচ এবং প্রতিক্রিয়া খরচ খুব বেশি এবং এই প্রযুক্তির প্রাপ্যতা বাড়াতে অবশ্যই কমাতে হবে।উপরন্তু, RPA এর উচ্চ সংবেদনশীলতা অ-নির্দিষ্ট পণ্যের পরিবর্ধনকে প্রভাবিত করতে পারে, বিশেষ করে দূষণের উপস্থিতিতে।এই সীমাবদ্ধতাগুলি মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমে আরপিএ প্রয়োগকে প্রভাবিত করতে পারে এবং আরও অপ্টিমাইজেশানের যোগ্যতা অর্জন করতে পারে।POCT-এ RPA-ভিত্তিক মাইক্রোফ্লুইডিক কৌশলগুলির সম্ভাব্যতা উন্নত করার জন্য বিভিন্ন লক্ষ্যগুলির জন্য ভাল-ডিজাইন করা প্রাইমার এবং প্রোবগুলিরও প্রয়োজন।
Cas13 এবং Cas12a-এ এলোমেলোভাবে নিউক্লিক অ্যাসিড ছিন্ন করার ক্ষমতা রয়েছে এবং এইভাবে সনাক্তকরণ এবং ডায়াগনস্টিক সরঞ্জাম হিসাবে বিকাশ করা যেতে পারে।Cas13 এবং Cas12a যথাক্রমে DNA বা RNA কে লক্ষ্য করে আবদ্ধ হওয়ার পরে সক্রিয় হয়।একবার সক্রিয় হয়ে গেলে, প্রোটিন আশেপাশের অন্যান্য নিউক্লিক অ্যাসিডগুলিকে ছিঁড়ে ফেলতে শুরু করে, এর পরে প্যাথোজেন-নির্দিষ্ট নিউক্লিক অ্যাসিডগুলিকে লক্ষ্য করে গাইড RNA গুলি নিভে যাওয়া ফ্লুরোসেন্ট প্রোবগুলিকে বিচ্ছিন্ন করে এবং ফ্লুরোসেন্স প্রকাশ করতে পারে।এই তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে, কেলনার এট আল।[৮৭] একটি Cas13-ভিত্তিক পদ্ধতি [নির্দিষ্ট উচ্চ-সংবেদনশীলতা এনজাইমেটিক রিপোর্টার আনলকিং (SHERLOCK)], এবং Broughton et al.[৮৮] Cas12a [CRISPR Trans Reporter টার্গেটিং DNA endonuclease (DTECR)]-এর উপর ভিত্তি করে আরেকটি পদ্ধতি তৈরি করেছে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, CRISPR-এর উপর ভিত্তি করে নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি উপস্থিত হয়েছে [89, 90]।নিউক্লিক অ্যাসিড নিষ্কাশন, পরিবর্ধন এবং CRISPR সনাক্তকরণ সহ একাধিক পদ্ধতির কারণে প্রচলিত CRISPR ভিত্তিক পদ্ধতিগুলি প্রায়ই সময়সাপেক্ষ এবং শ্রমসাধ্য।বাতাসে তরল পদার্থের এক্সপোজার মিথ্যা ইতিবাচক ফলাফলের সম্ভাবনা বাড়িয়ে দিতে পারে।উপরে দেওয়া, CRISPR-ভিত্তিক সিস্টেমগুলির অপ্টিমাইজেশনের অত্যন্ত প্রয়োজন৷
CRISPR-Cas12a এবং CRISPR-Cas13a সনাক্তকরণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি বায়ুসংক্রান্ত নিয়ন্ত্রিত মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম যা 24 টি বিশ্লেষণ সমান্তরালভাবে সম্পাদন করতে পারে [91]।সিস্টেমটি একটি ফ্লুরোসেন্স সনাক্তকরণ ডিভাইস দিয়ে সজ্জিত যা নিউক্লিক অ্যাসিড পরিবর্ধনকে বাইপাস করে এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে ফেমটোমোলার ডিএনএ এবং আরএনএ নমুনা সনাক্ত করে।চেন এট আল।[৯২] সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক্সে CRISPR-Cas12a সিস্টেমের সাথে সমন্বিত রিকম্বিনেজ পরিবর্ধন (চিত্র 5a)।এই কাজটি এই দুটি প্রক্রিয়াকে একীভূত করার অসুবিধাকে অতিক্রম করে কারণ Cas12a মেসেঞ্জার ডিএনএ হজম করতে পারে এবং পরিবর্ধন প্রক্রিয়াকে বাধা দিতে পারে।উপরন্তু, চেন এট আল।[৯২] অতিরিক্তভাবে সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সম্পূর্ণ করার জন্য একটি সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক নিয়ন্ত্রণে বিক্রিয়া বিকারকগুলিকে প্রাক-সংরক্ষিত করে।অন্য কাজে, সিলভা এট আল।[৯৩] CRISPR/Cas12a পরিবর্ধন এবং SARS-CoV-2 (চিত্র 5b) সনাক্ত করার জন্য একটি স্মার্টফোন ছাড়াই একটি ডায়াগনস্টিক পদ্ধতি তৈরি করেছে।সেল ফোন-ভিত্তিক পরিবর্ধন-মুক্ত সিস্টেম হিসাবে পরিচিত এই পরীক্ষাটিতে একটি CRISPR/Cas-নির্ভর এনজাইম রয়েছে যা মাইক্রোফ্লুইডিক চ্যানেলে ক্যাটালেস-উত্পন্ন বুদবুদ সংকেতগুলির স্মার্টফোন ভিজ্যুয়ালাইজেশনের উপর ভিত্তি করে।প্রি-এম্পলিফিকেশন ছাড়াই 50 কপি/µl নিউক্লিক অ্যাসিডের কম সংবেদনশীল সনাক্তকরণ, নমুনা ইনজেকশন থেকে সিগন্যাল রিডিং পর্যন্ত পুরো প্রক্রিয়াটি মাত্র 71 মিনিট সময় নেয়।
CRISPR এর উপর ভিত্তি করে নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণ পদ্ধতি।CRISPR এর উপর ভিত্তি করে সমন্বিত আণবিক নির্ণয়ের জন্য কেন্দ্রমুখী POCT ([92] থেকে অভিযোজিত)।b SARS-CoV-2 এর স্মার্টফোন-ভিত্তিক বিশ্লেষণের জন্য CASCADE পরীক্ষার বিকাশ ([93] থেকে অভিযোজিত)।আরএএ রিকম্বিনেজ অ্যামপ্লিফিকেশন, পিএএম সংলগ্ন প্রোটোস্পেসারের মোটিফ, নিয়মিত বিরতিতে CRISPR ক্লাস্টারযুক্ত ছোট প্যালিন্ড্রোমিক পুনরাবৃত্তি, CRISPR/CAS-নির্ভর এনজাইমগুলির সাথে সেল ফোন পরিবর্ধন ছাড়াই ক্যাসকেড সিস্টেম, 1-ইথাইল-3-[3-ডাইমেথাইলামিনোপ্রোপাইল] কার্বোডাইড্রোমাইড ইডিসি
নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের শেষ ধাপ হিসাবে, সংকেত সনাক্তকরণ সরাসরি ডায়গনিস্টিক ফলাফলগুলিকে প্রতিফলিত করে এবং এটি একটি দক্ষ, সংবেদনশীল এবং সঠিক POCT বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ।বিভিন্ন পদ্ধতি যেমন ফ্লুরোসেন্ট, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল, কালোরিমেট্রিক এবং ম্যাগনেটিক কৌশল ব্যবহার করে সিগন্যাল পড়া যায়।এই বিভাগে, আমরা প্রতিটি পদ্ধতির যুক্তি বর্ণনা করি এবং মাইক্রোফ্লুইডিক্সে সংক্রামক রোগের আণবিক নির্ণয়ের তুলনা করি।
ফ্লুরোসেন্স-ভিত্তিক কৌশলগুলি তাদের চমৎকার সংবেদনশীলতা, কম খরচে, অপারেশনের সহজতা এবং পয়েন্ট-অফ-কেয়ার বিশ্লেষণের উল্লেখযোগ্য সুবিধার কারণে সংক্রামক রোগের POCT নির্ণয়ের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় [94, 95]।এই কৌশলগুলি একটি শনাক্তযোগ্য সংকেত (ফ্লুরোসেন্স বর্ধিতকরণ বা নিভে যাওয়া) তৈরি করতে লেবেলযুক্ত ফ্লুরোফোর যেমন ফ্লুরোসেন্ট রং এবং ন্যানোম্যাটেরিয়াল ব্যবহার করে।এই অনুসন্ধানটি পরামর্শ দেয় যে প্রতিপ্রভ-ভিত্তিক কৌশলগুলিকে সরাসরি ফ্লুরোসেন্ট লেবেলিং, সিগন্যাল-অন এবং সিগন্যাল-অফ ফ্লুরোসেন্ট সনাক্তকরণে ভাগ করা যেতে পারে [96]।সরাসরি ফ্লুরোসেন্ট লেবেল সনাক্তকরণ নির্দিষ্ট লিগ্যান্ডগুলি লেবেল করার জন্য বিশেষ ফ্লুরোসেন্ট লেবেল ব্যবহার করে যা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে প্রতিপ্রভ উৎপন্ন করে যখন একটি লক্ষ্যে আবদ্ধ থাকে।সিগন্যাল-ভিত্তিক ফ্লুরোসেন্স সনাক্তকরণের জন্য, ফ্লুরোসেন্ট সিগন্যালের গুণমান ইতিবাচকভাবে আগ্রহের মাত্রার সাথে সম্পর্কিত।লক্ষ্যের অনুপস্থিতিতে ফ্লুরোসেন্সের তীব্রতা নগণ্য এবং লক্ষ্যের পর্যাপ্ত পরিমাণ উপস্থিত থাকলে তা সনাক্ত করা যায়।বিপরীতভাবে, "সিগন্যাল-অফ" ফ্লুরোসেন্স দ্বারা শনাক্ত ফ্লুরোসেন্সের তীব্রতা লক্ষ্যমাত্রার পরিমাণের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক, প্রাথমিকভাবে সর্বাধিক মান পর্যন্ত পৌঁছায় এবং লক্ষ্য বড় হওয়ার সাথে সাথে ধীরে ধীরে হ্রাস পায়।উদাহরণস্বরূপ, CRISPR-Cas13a টার্গেট-নির্ভর ট্রান্স-ক্লিভেজ মেকানিজম ব্যবহার করে, Tian et al.[৯৭] RNA সনাক্ত করার জন্য একটি অভিনব স্বীকৃতি কৌশল তৈরি করেছে যা সরাসরি বিপরীত ট্রান্সক্রিপশনকে বাইপাস করে (চিত্র 6a)।পরিপূরক লক্ষ্য RNA-এর সাথে আবদ্ধ হওয়ার পরে, CRISPR-Cas13-RNA কমপ্লেক্স সক্রিয় করা যেতে পারে, যা অ-নির্দিষ্ট রিপোর্টার RNAs দ্বারা ট্রান্সকোলেটারাল ক্লিভেজকে ট্রিগার করে।ফ্লুরোসেন্টলি লেবেলযুক্ত রিপোর্টার [ফ্লুরোফোর (এফ)] quencher (Q) অক্ষত এবং ফ্লুরোসেস যখন সক্রিয় কমপ্লেক্স দ্বারা ক্লিভ করা হয়।
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সনাক্তকরণের সুবিধা হল উচ্চ সনাক্তকরণ গতি, সহজ উত্পাদন, কম খরচ, বহন করা সহজ এবং স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ।এটি POCT অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি শক্তিশালী বিশ্লেষণী পদ্ধতি।গ্রাফিন ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের উপর ভিত্তি করে গাও এট আল।[৯৮] বোরেলিয়া বার্গডোরফেরি ব্যাকটেরিয়া থেকে লাইম ডিজিজ অ্যান্টিজেনগুলির মাল্টিপ্লেক্স সনাক্তকরণের জন্য একটি ন্যানোবায়োসেন্সর তৈরি করেছেন যার সনাক্তকরণ সীমা 2 পিজি/এমএল (চিত্র 6বি)।
পোর্টেবিলিটি, কম খরচে, প্রস্তুতির সহজতা এবং ভিজ্যুয়াল রিডিং এর সুবিধাগুলি থেকে উপকৃত হয়ে POCT অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে কালারমেট্রিক অ্যাসে ব্যবহার করা হয়েছে।কালোরিমেট্রিক সনাক্তকরণে পারক্সিডেস বা পেরোক্সিডেস-জাতীয় ন্যানোম্যাটেরিয়ালের অক্সিডেশন, ন্যানোম্যাটেরিয়ালের একত্রীকরণ এবং সূচক রঞ্জক সংযোজন ব্যবহার করতে পারে লক্ষ্য নিউক্লিক অ্যাসিডের উপস্থিতি সম্পর্কে তথ্যকে দৃশ্যমান রঙ পরিবর্তনে রূপান্তর করতে [99, 100, 101]।উল্লেখযোগ্যভাবে, সোনার ন্যানো পার্টিকেলগুলি কালারমিট্রিক কৌশলগুলির বিকাশে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং তাদের দ্রুত এবং উল্লেখযোগ্য রঙের পরিবর্তনগুলি প্ররোচিত করার ক্ষমতার কারণে, সংক্রামক রোগগুলির সিটু রোগ নির্ণয়ের জন্য POCT কালোরিমেট্রিক প্ল্যাটফর্মগুলির বিকাশে আগ্রহ বাড়ছে [102]।একটি ইন্টিগ্রেটেড সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইস [103] সহ, দূষিত দুধের নমুনাগুলিতে খাদ্যবাহিত রোগজীবাণুগুলি 10টি ব্যাকটেরিয়া কোষের স্তরে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সনাক্ত করা যায় এবং ফলাফলগুলি 65 মিনিটের মধ্যে দৃশ্যমানভাবে পড়া যেতে পারে (চিত্র 6c)।
চৌম্বক সংবেদন কৌশল সঠিকভাবে চৌম্বকীয় উপকরণ ব্যবহার করে বিশ্লেষক সনাক্ত করতে পারে, এবং সাম্প্রতিক দশকগুলিতে POCT অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উল্লেখযোগ্য আগ্রহ রয়েছে।চৌম্বক সংবেদন কৌশলগুলির কিছু অনন্য সুবিধা রয়েছে যেমন ব্যয়বহুল অপটিক্যাল উপাদানগুলির চেয়ে কম খরচে চৌম্বকীয় উপকরণ।যাইহোক, একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের ব্যবহার সনাক্তকরণ দক্ষতা উন্নত করে এবং নমুনা প্রস্তুতির সময় হ্রাস করে [104]।উপরন্তু, চৌম্বকীয় অনুসন্ধানের ফলাফলগুলি জৈবিক নমুনার নগণ্য চৌম্বকীয় পটভূমি সংকেতের কারণে উচ্চ নির্দিষ্টতা, সংবেদনশীলতা এবং উচ্চ সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত প্রদর্শন করে [105]।শর্মা প্রমুখ।একটি পোর্টেবল মাইক্রোচিপ প্ল্যাটফর্মে একটি চৌম্বকীয় টানেল জংশন ভিত্তিক বায়োসেন্সরকে একীভূত করা হয়েছে।[১০৬] মাল্টিপ্লেক্স প্যাথোজেন সনাক্তকরণের জন্য (চিত্র 6d)।বায়োসেন্সরগুলি সংবেদনশীলভাবে প্যাথোজেন থেকে বিচ্ছিন্ন সাবনানোমোলার নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্ত করে।
সাধারণ সংকেত সনাক্তকরণ পদ্ধতি।Cas13a এর হাইপারলোকালাইজড সনাক্তকরণের ধারণা ([97] থেকে অভিযোজিত)।b Graphene nanobiosensor FET লাইম GroES scFv এর সাথে সংমিশ্রণে ([98] থেকে অভিযোজিত)।c একটি সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক চিপে খাদ্যজনিত প্যাথোজেনগুলির মাল্টিপ্লেক্স সনাক্তকরণের জন্য রঙিন ইঙ্গিত: লক্ষ্য প্যাথোজেন সহ নং 1 এবং নং 3 নমুনা এবং লক্ষ্য প্যাথোজেন ছাড়া নং 2, নং 4 এবং নং 5 নমুনা ([103] থেকে অভিযোজিত) .d বায়োসেন্সর একটি চৌম্বকীয় টানেল সংযোগের উপর ভিত্তি করে, যার মধ্যে একটি প্ল্যাটফর্ম, একটি অন্তর্নির্মিত ব্লকিং পরিবর্ধক, একটি নিয়ন্ত্রণ ইউনিট, এবং সংকেত তৈরি/অধিগ্রহণের জন্য একটি পাওয়ার সাপ্লাই ([106] থেকে অভিযোজিত)।GFET Graphene FET, Escherichia coli, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, PC PC, PDMS Dimethicone, PMMA পলিমিথাইল মেথাক্রিলেট
উপরের সনাক্তকরণ পদ্ধতিগুলির চমৎকার বৈশিষ্ট্য থাকা সত্ত্বেও, তাদের এখনও অসুবিধা রয়েছে।এই পদ্ধতিগুলি তুলনা করা হয় (সারণী 1), বিশদ সহ কিছু অ্যাপ্লিকেশন সহ (সুবিধা এবং অসুবিধা)।
মাইক্রোফ্লুইডিক্স, মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল সিস্টেম, ন্যানোটেকনোলজি এবং উপকরণ বিজ্ঞানের বিকাশের সাথে, সংক্রামক রোগ সনাক্তকরণের জন্য মাইক্রোফ্লুইডিক চিপগুলির ব্যবহার ক্রমাগত অগ্রসর হচ্ছে [55,96,107,108]।ক্ষুদ্রাকৃতির সরঞ্জাম এবং তরলগুলির সুনির্দিষ্ট ম্যানিপুলেশন ডায়গনিস্টিক নির্ভুলতা এবং ব্যয়-কার্যকারিতাতে অবদান রাখে।অতএব, আরও উন্নয়নের জন্য, চিপগুলিকে অপ্টিমাইজ এবং আপগ্রেড করার প্রচেষ্টা করা হয়েছে, যার ফলে বিভিন্ন কাঠামো এবং ফাংশন সহ বিভিন্ন মাইক্রোফ্লুইডিক চিপ তৈরি হয়।এখানে আমরা সংক্ষেপে বেশ কয়েকটি সাধারণ ধরণের মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মের পরিচয় করিয়ে দিই এবং তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি তুলনা করি (সুবিধা এবং অসুবিধা)।এছাড়াও, নীচে তালিকাভুক্ত বেশিরভাগ উদাহরণ প্রাথমিকভাবে SARS-CoV-2 এর বিরুদ্ধে লড়াই করার উপর ফোকাস করে।
LOCC হল সবচেয়ে সাধারণ ক্ষুদ্রাকৃতির জটিল বিশ্লেষণাত্মক সিস্টেম এবং তাদের ক্রিয়াকলাপগুলি নমুনা ইনজেকশন এবং প্রস্তুতি, প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ এবং তরল সনাক্তকরণ [109, 110] থেকে অত্যন্ত ক্ষুদ্র, সমন্বিত, স্বয়ংক্রিয় এবং সমান্তরাল।তরল সাবধানে পরিকল্পিত জ্যামিতি এবং চাপ গ্রেডিয়েন্ট, কৈশিক ক্রিয়া, ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স, চৌম্বক ক্ষেত্র এবং শাব্দ তরঙ্গ [111] এর মতো অনেক শারীরিক প্রভাবের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা চালিত হয়।LOCC উচ্চ-থ্রুপুট স্ক্রীনিং এবং একাধিক সনাক্তকরণে চমৎকার সুবিধা দেখায়, দ্রুত বিশ্লেষণের গতি, ছোট নমুনার আকার, কম বিদ্যুত খরচ এবং উচ্চ ব্যবস্থাপনা এবং অপারেশন দক্ষতা সহ;যাইহোক, LOCC ডিভাইসগুলি খুবই সূক্ষ্ম, এবং উত্পাদন, প্যাকেজিং এবং ইন্টারফেসিং।যাইহোক, মাল্টিপ্লেক্সিং এবং পুনঃব্যবহার প্রচুর অসুবিধার সম্মুখীন হয় [96]।অন্যান্য প্ল্যাটফর্মের তুলনায়, সর্বাধিক অ্যাপ্লিকেশন বৈচিত্র্য এবং সর্বোত্তম প্রযুক্তি সামঞ্জস্যের ক্ষেত্রে LOCC-এর অনন্য সুবিধা রয়েছে, তবে এর অসুবিধাগুলিও স্পষ্ট, যথা উচ্চ জটিলতা এবং দুর্বল পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা।বহিরাগত পাম্পের উপর নির্ভরশীলতা, যা প্রায়শই ভারী এবং ব্যয়বহুল, POCT-এ তাদের ব্যবহার আরও সীমিত করে।
COVID-19 প্রাদুর্ভাবের সময়, LOCC অনেক মনোযোগ পেয়েছে।একই সময়ে, বেশ কয়েকটি নতুন চিপ রয়েছে যা বিভিন্ন প্রযুক্তিকে একত্রিত করে।উদাহরণস্বরূপ, স্মার্টফোনগুলি এখন পোর্টেবল অ্যানালিটিক্স ডিভাইস হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং LOCC ইন্টিগ্রেশনের জন্য প্রচুর সম্ভাবনা রয়েছে।সান এট আল।[২১] LAMP ব্যবহার করে SARS-CoV-2 সহ পাঁচটি প্যাথোজেনের নির্দিষ্ট নিউক্লিক অ্যাসিড সিকোয়েন্সের মাল্টিপ্লেক্সিং করার অনুমতি দেয় এমন একটি মাইক্রোফ্লুইডিক চিপ তৈরি করে এবং প্রতিক্রিয়া শেষ হওয়ার 1 ঘন্টার মধ্যে স্মার্টফোন ব্যবহার করে সেগুলি বিশ্লেষণ করে।আরেকটি উদাহরণ হিসাবে, সুন্দাহ এট আল।[১১২] স্মার্টফোন ব্যবহার করে SARS-CoV-2 RNA লক্ষ্যগুলির সরাসরি এবং সংবেদনশীল সনাক্তকরণের জন্য একটি আণবিক সুইচ [আণবিক ট্রানজিশন স্টেট সুইচ (ক্যাটচ) দ্বারা অনুঘটক পরিবর্ধন] তৈরি করেছে। ক্যাচ পোর্টেবল LOCC এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং উচ্চতর কর্মক্ষমতা অর্জন করে (প্রায় 8টি RNA কপি/μl; ঘরের তাপমাত্রায় <1 h) [112]। ক্যাচ পোর্টেবল LOCC এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং উচ্চতর কর্মক্ষমতা অর্জন করে (প্রায় 8টি RNA কপি/μl; ঘরের তাপমাত্রায় <1 h) [112]। ধরুন ক্যাচ পোর্টেবল LOCC এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং চমৎকার থ্রুপুট প্রদান করে (প্রায় 8টি আরএনএ কপি/µl; ঘরের তাপমাত্রায় < 1 ঘন্টা) [112]। ক্যাচ 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 RNA 拷贝/μl；室温下< 1 小时）।[112] ক্যাচ 与便携式LOCC 兼容并具有卓越的性能（大约8 RNA 拷贝/μl；室温下< 1 小时）।[112] ধরুন ক্যাচ পোর্টেবল LOCC-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং এর চমৎকার কর্মক্ষমতা রয়েছে (প্রায় 8টি RNA কপি/µl; ঘরের তাপমাত্রায় < 1 ঘন্টা) [112]।এছাড়াও, আণবিক নির্ণয়ের জন্য LOCC ডিভাইসগুলি কিছু চালক শক্তি যেমন ভ্যাকুয়াম, প্রসারিত এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহার করে।কাং এট আল।[১১৩] একটি ভ্যাকুয়াম প্লাজমোনিক লিকুইড পিসিআর চিপ ব্যবহার করে ক্ষেত্রে কোভিড-১৯ এর দ্রুত এবং পরিমাণগত নির্ণয়ের জন্য একটি রিয়েল-টাইম, অতি-দ্রুত ন্যানোপ্লাজমা-অন-এ-চিপ পিসিআর প্রদর্শন করেছে।লি এট আল।[১১৪] পরবর্তীতে একটি প্রসারিত-চালিত মাইক্রোফ্লুইডিক চিপ তৈরি করেছে যা COVID-19 নির্ণয়কে সক্ষম করেছে।একটি নমুনা গুণগতভাবে ইতিবাচক বা নেতিবাচক কিনা তা নির্ধারণ করতে প্ল্যাটফর্মটি RT-LAMP পরিবর্ধন সিস্টেম ব্যবহার করে।পরবর্তীকালে, রামচন্দ্রন প্রমুখ।[115] আইসোটাকোফোরেসিস (ITP) ব্যবহার করে উপযুক্ত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের গ্রেডিয়েন্ট অর্জন করেছে, যা মাইক্রোফ্লুইডিক্সে প্রয়োগ করা একটি নির্বাচনী আয়ন ফোকাসিং কৌশল।ITP-এর সাহায্যে, কাঁচা নাসোফ্যারিঞ্জিয়াল সোয়াব নমুনা থেকে লক্ষ্য RNA স্বয়ংক্রিয়ভাবে বিশুদ্ধ করা যেতে পারে।তারপর রামচন্দ্রন প্রমুখ।[১১৫] ITP-বর্ধিত LAMP এবং CRISPR অ্যাসেসের সাথে এই ITP পরিশোধনকে একত্রিত করে প্রায় 35 মিনিটের মধ্যে মানুষের ন্যাসোফ্যারিঞ্জিয়াল সোয়াব এবং ক্লিনিকাল নমুনাগুলিতে SARS-CoV-2 সনাক্ত করা হয়েছে।উপরন্তু, প্রতিনিয়ত নতুন ধারণা উদ্ভূত হয়।যাদব প্রমুখ।[১১৬] সারফেস-এনহান্সড রমন স্পেকট্রোস্কোপির উপর ভিত্তি করে একটি ডায়াগনস্টিক স্কিম প্রস্তাব করেছেন যাতে একটি মাইক্রোফ্লুইডিক যন্ত্র থাকে যার মধ্যে হয় উল্লম্ব ভিত্তিক স্বর্ণ/সিলভার-কোটেড কার্বন ন্যানোটিউব বা ডিসপোজেবল ইলেক্ট্রোস্পন মাইক্রো/ন্যানোটিউব থাকে।ঝিল্লি-কার্যকর বিল্ট-ইন ফিল্টার মাইক্রোচ্যানেল নিষ্পত্তিযোগ্য।ডিভাইসটি শরীরের বিভিন্ন তরল/নিঃসরণ যেমন লালা, নাসোফ্যারিঙ্কস এবং অশ্রু থেকে ভাইরাসকে শোষণ করে।সুতরাং, ভাইরাস টাইটার প্রচুর এবং রামন স্বাক্ষর দ্বারা ভাইরাসটি সঠিকভাবে সনাক্ত করা যায়।
LOAD হল একটি সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম যেখানে সমস্ত প্রক্রিয়া একটি ফ্রিকোয়েন্সি প্রোটোকল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যা একটি মাইক্রোস্ট্রাকচারড সাবস্ট্রেটকে ঘোরায় [110]।LOAD ডিভাইসটি একটি গুরুত্বপূর্ণ চালিকা শক্তি হিসাবে কেন্দ্রাতিগ শক্তি ব্যবহার করে চিহ্নিত করা হয়।তরলগুলিও কৈশিক, অয়লার এবং কোরিওলিস বাহিনীর অধীন।একটি সেন্ট্রিফিউজ ডিভাইস ব্যবহার করে, বিশ্লেষণগুলি একটি রেডিয়াল থেকে বাহ্যিক অবস্থানে ক্রমাগত তরল অপারেশনে সঞ্চালিত হয়, অতিরিক্ত বাহ্যিক টিউবিং, পাম্প, অ্যাকুয়েটর এবং সক্রিয় ভালভের প্রয়োজনীয়তা দূর করে।সংক্ষেপে, একটি একক নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি অপারেশনকে সহজ করে।লোড সেন্টার থেকে একই দূরত্বে একই মাইক্রোফ্লুইডিক চ্যানেলে তরলের উপর কাজ করা শক্তিগুলি সমান, যা চ্যানেলের কাঠামোর পুনরাবৃত্তি করা সম্ভব করে তোলে।এইভাবে, LOAD সরঞ্জামগুলি প্রচলিত LOCC সরঞ্জামগুলির তুলনায় ডিজাইন এবং তৈরি করা সহজ এবং আরও অর্থনৈতিক, যখন প্রতিক্রিয়াগুলি মূলত স্বাধীন এবং সমান্তরাল হয়;যাইহোক, কেন্দ্রাতিগ সরঞ্জামের উচ্চ যান্ত্রিক শক্তির কারণে, উপলব্ধ চিপ উপাদান সীমিত এবং ছোট আয়তন কঠিন।গাড়ির কাছেএকই সময়ে, বেশিরভাগ LOAD ডিভাইসগুলি শুধুমাত্র একক ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা বড় আকারের সনাক্তকরণের জন্য ব্যয়বহুল [96, 117, 118, 119]।
সাম্প্রতিক দশকগুলিতে, LOAD, সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচিত, গবেষক এবং নির্মাতাদের কাছ থেকে যথেষ্ট মনোযোগ পেয়েছে।এইভাবে, LOAD ব্যাপক গ্রহণযোগ্যতা অর্জন করেছে এবং সংক্রামক প্যাথোজেনগুলির আণবিক নির্ণয়ের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে [120, 121, 122, 123, 124], বিশেষ করে COVID-19 প্রাদুর্ভাবের সময়।উদাহরণস্বরূপ, 2020 এর শেষে, Ji et al.[৬০] SARS-CoV-2 এবং ইনফ্লুয়েঞ্জা A এবং B সংক্রমণের দ্রুত এবং স্বয়ংক্রিয় সমান্তরাল সনাক্তকরণের জন্য একটি সরাসরি RT-qPCR অ্যাস প্রদর্শন করেছে।তারপর জিওং এট আল।[৭৪] 40 মিনিটের মধ্যে SARS-CoV-2 সহ সাতটি মানুষের শ্বাসযন্ত্রের করোনাভাইরাস দ্রুত, নির্ভুল এবং একযোগে সনাক্ত করার জন্য একটি LAMP-ইন্টিগ্রেটেড ডিসকয়েড মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম উপস্থাপন করেছে।2021 সালের প্রথম দিকে, ডি অলিভেইরা এট আল।[৭৩] একটি পলিস্টাইরিন টোনার সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক চিপ, যা ম্যানুয়ালি একটি আঙুলের ডগা রোটেটর দিয়ে চালিত, কোভিড-১৯ এর RT-LAMP আণবিক নির্ণয়ের জন্য প্রদর্শন করেছে।পরবর্তীকালে, ডিগনান এট আল।[৩৯] সরাসরি বুকাল সোয়াব বিভাগ থেকে SARS-CoV-2 RNA পরিশোধনের জন্য একটি স্বয়ংক্রিয় বহনযোগ্য সেন্ট্রিফিউজ মাইক্রোডিভাইস উপস্থাপন করেছে।মেদভেদ এট আল।[৫৩] 10 কপি/μL সনাক্তকরণ সীমা এবং 15 মিনিটের একটি সর্বনিম্ন চক্র থ্রেশহোল্ড সহ একটি ছোট আয়তনের ঘূর্ণায়মান মাইক্রোফ্লুয়েডিক ফ্লুরোসেন্ট চিপ সহ একটি ইনলাইন SARS-CoV-2 এরোসল স্যাম্পলিং সিস্টেমের প্রস্তাব করেছেন।সুয়ারেজ এট আল।[৭৫] সম্প্রতি LAMP ব্যবহার করে তাপ-নিষ্ক্রিয় নাসোফ্যারিঞ্জিয়াল সোয়াব নমুনাগুলিতে SARS-CoV-2 RNA-এর সরাসরি সনাক্তকরণের জন্য একটি সমন্বিত মডুলার সেন্ট্রিফিউগাল মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মের বিকাশের কথা জানিয়েছে।এই উদাহরণগুলি COVID-19-এর আণবিক নির্ণয়ের ক্ষেত্রে LOAD-এর দুর্দান্ত সুবিধা এবং প্রতিশ্রুতি প্রদর্শন করে।
1945 সালে মুলার এবং ক্লেগ [125] প্রথম ফিল্টার পেপার এবং প্যারাফিন ব্যবহার করে কাগজে মাইক্রোফ্লুইডিক চ্যানেল উপস্থাপন করেন।2007 সালে, হোয়াইটসাইডস গ্রুপ [126] প্রোটিন এবং গ্লুকোজ পরীক্ষার জন্য প্রথম কার্যকরী কাগজ প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছিল।কাগজ মাইক্রোফ্লুইডিক্সের জন্য একটি আদর্শ স্তর হয়ে উঠেছে।কাগজটির অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেমন হাইড্রোফিলিসিটি এবং ছিদ্রযুক্ত গঠন, চমৎকার জৈব সামঞ্জস্যতা, হালকা ওজন, নমনীয়তা, ভাঁজযোগ্যতা, কম খরচ, ব্যবহারের সহজতা এবং সুবিধা।ক্লাসিক্যাল µPAD গুলি কাগজের সাবস্ট্রেটে তৈরি হাইড্রোফিলিক/হাইড্রোফোবিক কাঠামো নিয়ে গঠিত।ত্রিমাত্রিক গঠনের উপর নির্ভর করে, μPAD গুলিকে দ্বি-মাত্রিক (2D) এবং ত্রি-মাত্রিক (3D) μPAD-এ ভাগ করা যায়।2D µPAD গুলি হাইড্রোফোবিক সীমানা তৈরি করে মাইক্রোফ্লুইডিক চ্যানেল তৈরি করে, যখন 3D µPADগুলি সাধারণত 2D মাইক্রোফ্লুইডিক কাগজের স্তরগুলির স্তুপ থেকে তৈরি করা হয়, কখনও কখনও কাগজের ভাঁজ, স্লিপ কৌশল, খোলা চ্যানেল এবং 3D প্রিন্টিং [96] দ্বারা।μPAD-এর জলীয় বা জৈবিক তরলগুলি প্রাথমিকভাবে বাহ্যিক শক্তির উত্স ছাড়াই কৈশিক শক্তি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, যা বিকারকগুলির প্রাক-সঞ্চয়স্থান, নমুনা পরিচালনা এবং মাল্টিপ্লেক্স সনাক্তকরণের সুবিধা দেয়।যাইহোক, সঠিক প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ এবং মাল্টিপ্লেক্স সনাক্তকরণ অপর্যাপ্ত সনাক্তকরণ গতি, সংবেদনশীলতা এবং পুনরায় ব্যবহারযোগ্যতা [96, 127, 128, 129, 130] দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয়।
একটি অস্বাভাবিক মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম হিসাবে, HCV, HIV, এবং SARS-CoV-2 [131, 132] এর মতো সংক্রামক রোগগুলির আণবিক নির্ণয়ের জন্য μPAD ব্যাপকভাবে প্রচার এবং বিকাশ করা হয়েছে।HCV এর নির্বাচনী এবং সংবেদনশীল সনাক্তকরণের জন্য, Tengam et al.[১৩৩] পাইরোলিডিনাইল পেপটাইডের উপর ভিত্তি করে একটি অত্যন্ত নির্দিষ্ট নিউক্লিক অ্যাসিড প্রোব ব্যবহার করে ফ্লুরোসেন্ট কাগজের উপর ভিত্তি করে একটি অভিনব বায়োসেন্সর তৈরি করেছেন।অ্যামিনো গ্রুপ এবং অ্যালডিহাইড গ্রুপের মধ্যে রিডাক্টিভ অ্যালকিলেশনের মাধ্যমে নিউক্লিক অ্যাসিডগুলি আংশিকভাবে অক্সিডাইজড সেলুলোজ কাগজে সমবায়ীভাবে স্থির থাকে এবং সনাক্তকরণ ফ্লুরোসেন্সের উপর ভিত্তি করে।এই সংকেতগুলি একটি সেল ফোন ক্যামেরার সংমিশ্রণে একটি পোর্টেবল ফ্লুরোসেন্ট ক্যামেরা সহ একটি বিশেষভাবে তৈরি গ্যাজেট দ্বারা পড়তে পারে।পরবর্তীকালে, লু এট আল।[১৩৪] একটি কাগজ-ভিত্তিক নমনীয় ইলেক্ট্রোড ডিজাইন করেছেন নিকেল/সোনার ন্যানো পার্টিকেলস/কার্বন ন্যানোটিউব/পলিভিনাইল অ্যালকোহল অর্গানোমেটালিক ফ্রেমওয়ার্ক কম্পোজিটের উপর ভিত্তি করে ডিএনএ সংকরকরণের মাধ্যমে ডিএনএ রেডক্স সূচক হিসাবে মিথিলিন ব্লু ব্যবহার করে এইচআইভি লক্ষ্য সনাক্তকরণের জন্য।অতি সম্প্রতি, চৌধুরী এট আল.[১৩৫] LAMP এবং পোর্টেবল ইমেজিং প্রযুক্তির সমন্বয়ে রোগীর লালা ব্যবহার করে পয়েন্ট-অফ-কেয়ার µPAD পরীক্ষার জন্য একটি অনুমানমূলক প্ল্যাটফর্মের নকশা উপস্থাপন করেছেন COVID-19 বিশ্লেষক সনাক্তকরণের জন্য।
পাশ্বর্ীয় প্রবাহ পরীক্ষা কৈশিক শক্তি দ্বারা তরলকে গাইড করে এবং ছিদ্রযুক্ত বা মাইক্রোস্ট্রাকচারড সাবস্ট্রেটের ভেজাতা এবং বৈশিষ্ট্য দ্বারা তরল চলাচল নিয়ন্ত্রণ করে।পাশ্বর্ীয় প্রবাহ যন্ত্রের মধ্যে রয়েছে নমুনা, কনজুগেট, ইনকিউবেটর এবং সনাক্তকরণ, এবং শোষক প্যাড।এলএফএ-তে নিউক্লিক অ্যাসিড অণুগুলি নির্দিষ্ট বাইন্ডারগুলিকে চিনতে পারে যা বাঁধাই সাইটে আগে থেকে সংরক্ষিত থাকে এবং কমপ্লেক্স হিসাবে আবদ্ধ হয়।তরলটি ইনকিউবেশন এবং সনাক্তকরণ প্লেটের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময়, পরীক্ষা এবং নিয়ন্ত্রণ লাইনে অবস্থিত ক্যাপচার অণু দ্বারা কমপ্লেক্সগুলি ক্যাপচার করা হয়, ফলাফলগুলি দেখায় যা সরাসরি খালি চোখে পড়া যায়।সাধারণত, LFA 2-15 মিনিটের মধ্যে সম্পন্ন করা যেতে পারে, যা ঐতিহ্যগত আবিষ্কারের চেয়ে দ্রুত।বিশেষ ব্যবস্থার কারণে, এলএফএ-এর কিছু অপারেশন প্রয়োজন এবং অতিরিক্ত সরঞ্জামের প্রয়োজন হয় না, যা এটিকে খুব ব্যবহারকারী-বান্ধব করে তোলে।এটি তৈরি করা এবং ক্ষুদ্রকরণ করা সহজ, এবং কাগজ-ভিত্তিক স্তরগুলির খরচ কম।যাইহোক, এটি শুধুমাত্র গুণগত বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়, এবং পরিমাণগত সনাক্তকরণ খুব কঠিন, এবং মাল্টিপ্লেক্সিং ক্ষমতা এবং থ্রুপুট খুব সীমিত, এবং শুধুমাত্র একটি পর্যাপ্ত নিউক্লিক অ্যাসিড একবারে সনাক্ত করা যেতে পারে [96,110,127]।
যদিও এলএফএ-র বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশন ইমিউনোসেসের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, মাইক্রোফ্লুইডিক চিপগুলিতে আণবিক ডায়গনিস্টিকসের জন্য এলএফএর ব্যবহারও কার্যকর এবং জনপ্রিয় [১৩৬]।হেপাটাইটিস বি ভাইরাসের ক্ষেত্রে, HIV এবং SARS-CoV-2 LFA Gong et al.[১৩৭] একটি আপ-রূপান্তর ন্যানো পার্টিকেল এলএফএ প্ল্যাটফর্মের প্রস্তাব করেছে এবং এইচবিভি নিউক্লিক অ্যাসিডের মতো একাধিক লক্ষ্যের সংবেদনশীল এবং পরিমাণগত সনাক্তকরণের মাধ্যমে এই ক্ষুদ্র ও বহনযোগ্য প্ল্যাটফর্মের বহুমুখিতা প্রদর্শন করেছে।উপরন্তু, Fu et al.[১৩৮] কম ঘনত্বে এইচআইভি-১ ডিএনএ-এর পরিমাণগত বিশ্লেষণের জন্য পৃষ্ঠ-বর্ধিত রমন স্পেকট্রোস্কোপির উপর ভিত্তি করে একটি উপন্যাস LFA প্রদর্শন করেছে।SARS-CoV-2 দ্রুত এবং সংবেদনশীল সনাক্তকরণের জন্য, Liu et al.[৮৫] RT-RPA এবং একটি সার্বজনীন পার্শ্বীয় প্রবাহ সনাক্তকরণ সিস্টেমকে একটি একক মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমে একত্রিত করে একটি মাইক্রোফ্লুইডিক-ইন্টিগ্রেটেড RPA পার্শ্বীয় প্রবাহ বিশ্লেষণ তৈরি করেছে।
বিভিন্ন মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্মের প্রয়োগ নির্দিষ্ট অধ্যয়নের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়, প্ল্যাটফর্মগুলির ক্ষমতা এবং সুবিধার সম্পূর্ণ সুবিধা গ্রহণ করে।সাশ্রয়ী মূল্যের ভালভ, পাম্প এবং নালী সহ, LOCC হল অ্যাপ্লিকেশন বৈচিত্র্য এবং আন্তঃকার্যক্ষমতার জন্য সবচেয়ে ব্যাপক প্ল্যাটফর্ম যার বিকাশের জন্য সর্বশ্রেষ্ঠ জায়গা রয়েছে।অতএব, আমরা আশা করি এবং সুপারিশ করি যে LOCC-তে প্রথম প্রচেষ্টা হিসাবে নতুন গবেষণা করা হবে এবং শর্তগুলি অপ্টিমাইজ করা হবে।উপরন্তু, সিস্টেমে আরও দক্ষ এবং সঠিক পদ্ধতি আবিষ্কার এবং ব্যবহার করা হবে বলে আশা করা হচ্ছে।বিদ্যমান LOCC ডিভাইসগুলি থেকে তরলগুলির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণে LOAD এক্সেল করে এবং বাহ্যিক ড্রাইভের প্রয়োজন ছাড়াই কেন্দ্রাতিগ শক্তি দ্বারা একক ড্রাইভে অনন্য সুবিধাগুলি প্রদর্শন করে, যখন সমান্তরাল প্রতিক্রিয়াগুলি পৃথক এবং সিঙ্ক্রোনাইজ করা যেতে পারে।এইভাবে, ভবিষ্যতে, কম ম্যানুয়াল অপারেশন এবং আরও পরিপক্ক এবং স্বয়ংক্রিয় প্রযুক্তি সহ LOAD প্রধান মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম হয়ে উঠবে।µPAD প্ল্যাটফর্ম কম খরচে, একক ব্যবহারের ডায়াগনস্টিকসের জন্য LOCC এবং কাগজ ভিত্তিক উপকরণের সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে।অতএব, ভবিষ্যত উন্নয়ন সুবিধাজনক এবং সুপ্রতিষ্ঠিত প্রযুক্তির উপর ফোকাস করা উচিত।উপরন্তু, LFA নমুনা খরচ কমাতে এবং সনাক্তকরণ দ্রুত করার প্রতিশ্রুতি দিয়ে, খালি চোখে সনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত।একটি বিস্তারিত প্ল্যাটফর্ম তুলনা সারণি 2 এ দেখানো হয়েছে।
ডিজিটাল বিশ্লেষণগুলি নমুনাটিকে অনেকগুলি মাইক্রোরিয়াক্টরে বিভক্ত করে, যার প্রতিটিতে একটি পৃথক সংখ্যক লক্ষ্য অণু রয়েছে [139, 140]।ডিজিটাল অ্যাসেসগুলি অবিচ্ছিন্ন পর্যায়ের পরিবর্তে মাইক্রন স্কেলের বগিতে একযোগে এবং স্বতন্ত্রভাবে হাজার হাজার সমান্তরাল জৈব রাসায়নিক পরীক্ষাগুলি সম্পাদন করে পরম পরিমাণ নির্ণয়ের জন্য উল্লেখযোগ্য সুবিধা দেয়।প্রথাগত মাইক্রোফ্লুইডিক্সের তুলনায়, কম্পার্টমেন্ট প্রতিক্রিয়াগুলি নমুনার পরিমাণ কমাতে পারে, প্রতিক্রিয়ার দক্ষতা বাড়াতে পারে এবং চ্যানেল, পাম্প, ভালভ এবং কমপ্যাক্ট ডিজাইনের প্রয়োজন ছাড়াই অন্যান্য বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতির সাথে সহজেই একত্রিত হতে পারে [141, 142, 143, 144, 145, 146, 147]।নিম্নলিখিত দুটি পদ্ধতি ডিজিটাল অ্যাসে ব্যবহার করা হয় সমাধানের অভিন্ন এবং সঠিক বিচ্ছেদ অর্জনের জন্য, যার মধ্যে বিকারক এবং নমুনা যেমন কোষ, নিউক্লিক অ্যাসিড, এবং অন্যান্য কণা বা অণু রয়েছে: (1) ড্রপ ইমালসন তরল ইন্টারফেস অস্থিরতা শোষণ করে;(2) অ্যারে বিভাজন ডিভাইসের জ্যামিতিক সীমাবদ্ধতা দ্বারা বাহিত হয়।প্রথম পদ্ধতিতে, মাইক্রোচ্যানেলগুলিতে বিকারক এবং নমুনা ধারণকারী ফোঁটাগুলি প্যাসিভ পদ্ধতি যেমন সহ-কারেন্ট, ক্রসফ্লো, ফ্লো ফোকাসিং, স্টেজড ইমালসিফিকেশন, মাইক্রোচ্যানেল ইমালসিফিকেশন এবং ঝিল্লির মাধ্যমে সান্দ্র শিয়ার ফোর্স এবং চ্যানেল পরিবর্তনের সাথে ইমালসিফিকেশন তৈরি করা যেতে পারে।স্থানীয়করণ [143, 145, 146, 148, 149] বা সক্রিয় পদ্ধতি ব্যবহার করে [150, 151], যা বৈদ্যুতিক, চৌম্বকীয়, তাপ এবং যান্ত্রিক নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে অতিরিক্ত শক্তি প্রবর্তন করে।পরবর্তী পদ্ধতিতে, মাইক্রোফ্লুইডিক চেম্বারে সর্বোত্তম তরল ভলিউম অভিন্নতা একই আকারের স্থানিক কাঠামো যেমন মাইক্রোপিট এবং পৃষ্ঠের অ্যারে [152,153,154] রেখে ভাগ করা হয়।উল্লেখযোগ্যভাবে, ফোঁটাগুলি হল প্রধান প্রবাহ বিভাগ যা ডিজিটাল মাইক্রোফ্লুইডিক্স (DMF) এর উপর ভিত্তি করে ইলেক্ট্রোড অ্যারেতে তৈরি এবং ম্যানিপুলেট করা যেতে পারে।ডাইলেক্ট্রিকের ইলেক্ট্রোওয়েটিং হল সেরা অধ্যয়ন করা DMF তত্ত্বগুলির মধ্যে একটি, যেহেতু ডাইলেক্ট্রিকগুলির ইলেক্ট্রোওয়েটিং পৃথক ড্রপগুলির সুনির্দিষ্ট ম্যানিপুলেশনের অনুমতি দেয়, বিভিন্ন দিকের মধ্য দিয়ে যাওয়া তরল এবং অসমমিত বৈদ্যুতিক সংকেতগুলির আকৃতি নিয়ন্ত্রণ করে [141, 144]।DMF-তে ফোঁটাগুলির সাথে প্রধান ক্রিয়াকলাপগুলির মধ্যে রয়েছে সাজানো, বিভক্ত করা এবং একত্রিত করা [151, 155, 156], যা বিশ্লেষণের বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা যেতে পারে, বিশেষ করে আণবিক সনাক্তকরণে [157, 158, 159]।
ডিজিটাল নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণ একটি তৃতীয়-প্রজন্মের আণবিক ডায়গনিস্টিক প্রযুক্তি যা প্রচলিত পিসিআর এবং পরিমাণগত রিয়েল-টাইম পিসিআর (কিউপিসিআর), উচ্চ-থ্রুপুট সিকোয়েন্সিং এবং তরল বায়োপসির সমান্তরালে।গত দুই দশকে, সংক্রামক রোগজীবাণুর আণবিক নির্ণয়ের ক্ষেত্রে ডিজিটাল নিউক্লিক অ্যাসিড দ্রুত বিকাশ লাভ করেছে [160, 161, 162]।ডিজিটাল নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের পরম পরিমাপ প্রতিটি পৃথক কম্পার্টমেন্টে প্রবেশের একই সম্ভাবনা রয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য নমুনা এবং বিকারকগুলিকে পৃথক বগিতে প্যাক করার মাধ্যমে শুরু হয়।তাত্ত্বিকভাবে, প্রতিটি বিভাগে একাধিক লক্ষ্য ক্রম বরাদ্দ করা যেতে পারে, বা একটি স্বাধীন মাইক্রোরিয়াকশন সিস্টেম নাও থাকতে পারে।উপরে বর্ণিত বিভিন্ন সেন্সিং মেকানিজমের মাধ্যমে, মাইক্রোবিয়াল টার্গেট সিকোয়েন্স সহ যে বগিগুলি একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ডের উপরে সিগন্যাল তৈরি করে সেগুলি খালি চোখে বা একটি মেশিনের দ্বারা কল্পনা করা যেতে পারে এবং ইতিবাচক হিসাবে লেবেল করা হয়, যখন থ্রেশহোল্ডের নীচে সংকেত তৈরি করে এমন অন্যান্য অংশগুলিকে ইতিবাচক হিসাবে লেবেল করা হয়। .নেতিবাচকগুলি, যা প্রতিটি বিভাগের জন্য একটি বুলিয়ান সংকেত তৈরি করে।এইভাবে, তৈরি হওয়া বগির সংখ্যা এবং প্রতিক্রিয়ার পরে ইতিবাচক ফলাফলের হার গণনা করে, পরীক্ষার নমুনার মূল অনুলিপিগুলি একটি আদর্শ বক্ররেখার প্রয়োজন ছাড়াই পয়সন বিতরণ সূত্র ব্যবহার করে মিলিত হতে পারে, যা নিয়মিত পরিমাণগত বিশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয়। qPCR হিসাবে।[১৬৩] প্রথাগত আণবিক ডায়গনিস্টিক পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, ডিজিটাল নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণে উচ্চতর ডিগ্রী স্বয়ংক্রিয়তা, উচ্চতর বিশ্লেষণের গতি এবং সংবেদনশীলতা, কম বিকারক, কম দূষণ, এবং সহজ নকশা ও উত্পাদন রয়েছে।এই কারণে, SARS-CoV-2-এর সমালোচনামূলক প্রাদুর্ভাবের সময় ডিজিটাল অ্যাসেসের ব্যবহার, বিশেষ করে ড্রপ-ভিত্তিক পদ্ধতি, আণবিক ডায়াগনস্টিকস, পরিবর্ধন এবং সিগন্যাল রিডআউট কৌশলগুলিকে একত্রিত করে ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে।উদাহরণস্বরূপ, Yin et al.একটি মাইক্রোফ্লুইডিক চিপে SARS-CoV-2-এ ORF1ab, N, এবং RNase P জিনগুলি সনাক্ত করতে ড্রপলেট ডিজিটাল এবং দ্রুত পিসিআর পদ্ধতিগুলিকে একত্রিত করে।উল্লেখযোগ্যভাবে, সিস্টেমটি 115 সেকেন্ডের মধ্যে একটি ইতিবাচক সংকেত সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল, যা প্রচলিত পিসিআর থেকে দ্রুত, পয়েন্ট-অফ-কেয়ার সনাক্তকরণে এর কার্যকারিতা নির্দেশ করে (চিত্র 7a)।ডং এট আল।[165], বোনা এবং অন্যান্য.[157], চেন এট আল।[166] এবং Alteri et al.[167] চিত্তাকর্ষক ফলাফল সহ একটি মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেমে SARS-CoV-2 সনাক্ত করতে ড্রপলেট ডিজিটাল পিসিআর (ddPCR) প্রয়োগ করেছে।সনাক্তকরণের হার আরও উন্নত করতে, শেন এট আল।[১৬৮] ইমেজ স্টিচিং কৌশল ব্যবহার না করে মাত্র 15 সেকেন্ডের মধ্যে ডিডিপিসিআর-ভিত্তিক চিপ ইমেজিং অর্জন করেছে, ল্যাব থেকে অ্যাপ্লিকেশন পর্যন্ত ডিডিপিসিআর প্রযুক্তি প্রক্রিয়াকে দ্রুততর করে।PCR-এর মতো শুধুমাত্র তাপীয় পরিবর্ধন পদ্ধতিই প্রয়োগ করা হয় না, তবে প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়া সহজ করার জন্যও আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়।লু এট আল।[৭১] ফোঁটা বিশ্লেষণের জন্য স্লিপচিপ তৈরি করেছে, এক ধাপে উচ্চ ঘনত্বে বিভিন্ন আকারের ফোঁটা তৈরি করতে এবং ডিজিটাল LAMP (চিত্র 7b) ব্যবহার করে SARS-CoV-2 নিউক্লিক অ্যাসিডের পরিমাণ নির্ধারণ করতে সক্ষম।একটি দ্রুত বিকশিত প্রযুক্তি হিসাবে, CRISPR অতিরিক্ত নিউক্লিক অ্যাসিড দাগের প্রয়োজন ছাড়াই সুবিধাজনক কালারমিট্রিক ইমেজিংয়ের মাধ্যমে ডিজিটাল নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে।অ্যাকারম্যান এট আল।নিউক্লিক অ্যাসিডের মাল্টিপ্লেক্স মূল্যায়নের জন্য একটি সমন্বিত ম্যাট্রিক্স প্রতিক্রিয়া তৈরি করেছে।[১৫৮] একটি মাইক্রোওয়েল অ্যাসে (চিত্র 7c) তে CRISPR-Cas13-ভিত্তিক নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণ রিএজেন্ট ধারণকারী ফোঁটাগুলিতে SARS-CoV-2 সহ 169টি মানব-সম্পর্কিত ভাইরাস সনাক্ত করা হয়েছে।এছাড়াও, আইসোথার্মাল অ্যামপ্লিফিকেশন এবং সিআরআইএসপিআর প্রযুক্তি উভয়ের সুবিধাগুলিকে একত্রিত করতে একই সিস্টেমে ব্যবহার করা যেতে পারে।পার্ক এট আল।[169] একটি CRISPR/Cas12a ডিজিটাল অ্যাস একটি বাণিজ্যিক মাইক্রোফ্লুইডিক চিপে তৈরি করা হয়েছিল যা একটি সংক্ষিপ্ত এবং উচ্চতর সংকেত-টু-ব্যাকগ্রাউন্ড সনাক্তকরণ সহ একটি একক-পর্যায়ের RT-RPA-এর উপর ভিত্তি করে নিষ্কাশিত এবং তাপ-নিহত SARS-CoV-2 সনাক্তকরণের জন্য তৈরি করা হয়েছিল। সময়ের অনুপাত।, বিস্তৃত গতিশীল পরিসর এবং আরও ভাল সংবেদনশীলতা (চিত্র 7d)।এই উদাহরণগুলির কিছু বর্ণনা সারণি 3 এ দেওয়া হয়েছে।
নিউক্লিক অ্যাসিড সনাক্তকরণের জন্য সাধারণ ডিজিটাল প্ল্যাটফর্ম।দ্রুত ডিজিটাল পিসিআর কর্মপ্রবাহে চারটি মূল ধাপ রয়েছে: নমুনা প্রস্তুতি, প্রতিক্রিয়া মিশ্রণের বিতরণ, পরিবর্ধন প্রক্রিয়া এবং লক্ষ্য পরিমাণ নির্ধারণ ([164] থেকে অভিযোজিত)।b উচ্চ ঘনত্বে ফোঁটা গঠনের জন্য স্লিপচিপ ফোঁটাগুলির বিশ্লেষণ দেখানো হচ্ছে ([71] থেকে অভিযোজিত)।গ কারমেন-ক্যাস ওয়ার্কফ্লো ডায়াগ্রাম13 ([158] থেকে অভিযোজিত)।d এক পাত্রে CRISPR/Cas সহ উন্নত ডিজিটাল ভাইরাস সনাক্তকরণের সংক্ষিপ্ত বিবরণ ([169] থেকে অভিযোজিত)।ডাব্লু/ও ওয়াটার-ইন-অয়েল, পলিডাইমিথিলসিলোক্সেন পিডিএমএস, পিসিআর পলিমারেজ চেইন প্রতিক্রিয়া, ডিএকিউ ডেটা সংগ্রহ, পিআইডি আনুপাতিক অবিচ্ছেদ্য ডেরিভেটিভ, মাল্টিপ্লেক্স নিউক্লিক অ্যাসিড মূল্যায়নের জন্য কারমেন কম্বিনেটরিয়াল ম্যাট্রিক্স প্রতিক্রিয়া, SARS-CoV-2, গুরুতর তীব্র শ্বাসযন্ত্রের সিনড্রোম, করোনাভাইরাস রিভার্স ট্রান্সক্রিপ্টেজ রিকম্বিনেজ পলিমারেজ-আরপিএ, ব্যাকগ্রাউন্ডে এস/বি সংকেতের RT পরিবর্ধন