Aeromonas hydrophila on vesiviljeluses märkimisväärne patogeenne bakter, mis põhjustab põllumajandusloomadel raskeid haigusi ja põhjustab olulist majanduslikku kahju. Kohapeal-kiire tuvastamise võimaldamiseks töötasime välja kaasaskantava mikrofluidiplatvormi, mis ühendab multi-ensüümi isotermilise kiire võimenduse (MIRA) automaatse vedelikukäitlusega. Kiibi disain sisaldas miniatuurset vibratsioonimootorit ja keraamilisi soojenduspatju
täpne temperatuuri reguleerimine ja reaktsiooni homogeensuse tagamine kogu nukleiinhappe ekstraheerimise ja amplifitseerimise ajal. Miniatuurne õhupump juhtis toor-DNA ekstrakti läbi kiibi ühe pipeteerimisetapiga, et tagada täpsuskvantifitseerimine. Ekstraheeritud DNA viidi seejärel MIRA-ga eellaaditud reaktsioonikambrissereaktiivid isotermiliseks amplifikatsiooniks 39 kraadi juures reaalajas fluorestsentsi jälgimisel. See platvorm tuvastati
A. hydrophila veeproovides 40 minuti jooksul, saavutades lineaarse vahemiku 1 × 10² kuni 1 × 10⁷ CFU⋅mL−1ja avastamispiir (LOD) 10 CFU⋅mL−1. Eelkõige võimaldab selle modulaarne disain praimerite ja sondide hõlpsat vahetamist, muutes platvormi hõlpsasti kohandatavaks erinevate bakteriaalsete patogeenide tuvastamiseks vesiviljeluses.
Kaasaskantava mikrofluidplatvormi ja A. hydrophila tavapärase tuvastamisplatvormi skemaatiline võrdlus. (A) Kaasaskantav mikrovedelik
platvorm. Selle platvormi tuvastamise töövoog integreerib nukleiinhapete ekstraheerimise, täpse pipeteerimise, võimendamise ja tuvastamise. (B) Tavapärane avastamisplatvorm. Tavaline laboripõhine-töövoog tugineb keerukatele seadmetele, koolitatud personalile ja aja-mahukatele protseduuridele.
Kaasaskantava mikrofluidplatvormi stabiilsuse hindamine. (A) Kaasaskantava mikrofluidiplatvormi foto. (B, C) Nukleiinhapete ekstraheerimis- ja tuvastamiskambrite termiline jõudlus. Keraamilise küttepadja ja kambri temperatuuri vaheline seos. (D) Fluorestsentsi tuvastamise stabiilsus (N=3). Fluorestsentsi intensiivsust mõõdeti 5-minutiliste intervallidega kogu amplifikatsiooniprotsessi vältel.
Kaasaskantava mikrofluidplatvormi jõudluse hindamine. (A) Kalibreerimiskõver A. hydrophila tuvastamiseks (N=3). Kalibreerimiskõver loodi, tuvastades A. hydrophila kontsentratsioonivahemikus 1 × 101–1 × 108 CFU⋅mL−1optimaalsetes tingimustes. (B) Kiibi-to- reprodutseeritavuse hindamine. A. hydrophila MIRA test viidi läbi kümnel kiibil, mis valmistati mõlemast kahest sõltumatust vormist. (C) Spetsiifilisuse analüüs (N=3). MIRA testi spetsiifilisus kinnitati sihtmärk-A. hydrophila ja 11 mittesiht-bakteriliigi suhtes. (D) Võrdlus qPCR-ga (N=3). A. hydrophila tuvastamiseks erinevates kontsentratsioonides kasutati nii platvormi kui ka qPCR-i. (E) Põllu-isoleeritud tüvede tuvastamine (N=3). Nii platvormi kui ka qPCR abil tuvastati neli A. hydrophila põld{19}}isoleeritud tüve.