Kapillaaritäyttyvän diagnostisen testikasetin kehittäminen 3D-tulostamalla

Abstract

Lateraalivirtausmääritykset ovat keskeinen osa vieritestausta. Ne mahdollistavat nopean ja edullisen testauksen ilman laboratoriolaitteistoja. Niiden herkkyys on kuitenkin usein riittämätön monien biomarkkerien, kuten sydänmerkkiaineiden luotettavaan havaitsemiseen. Herkkyyden parantamiseksi on kehitetty menetelmiä, kuten käänteisviritteisten nanopartikkelien hyödyntäminen leimoina. Herkkyyttä pystytään parantamaan myös lisäämällä työvaiheita määritykseen, kuten esi-inkubaatio näytteen ja leiman välille sekä pesuvaiheiden lisääminen taustasignaalin pienentämiseksi. Vieritestaukseen tarkoitetuissa testeissä tulisi kuitenkin minimoida testin käyttäjältä vaadittavat työvaiheet.

Tämän työn tavoitteena oli kehittää 3D-tulostettu kapillaaritäyttyvä testikasetti, jolla voitaisiin automatisoida monivaiheisen lateraalivirtausmäärityksen työvaiheita säilyttäen samalla perinteisten lateraalivirtaustestien yksinkertaisuus. Testikasetin tarkoituksena on tehdä herkistä, monivaiheisista testeistä paremmin vieritestaukseen sopivia.

Testikasetit 3D-tulostettiin käyttäen stereolitografiatekniikkaa, joka mahdollistaa tarkkojen ja yksityiskohtaisten rakenteiden luomisen. Kasetin hydrofiilisyyttä parannettiin vesihöyryplasmakäsittelyllä, jolla saatiin aikaan luotettava kapillaaritäyttyminen.

Kontaktikulmamittaukset osoittivat, että plasmakäsittely soveltuu hyvin 3D-tulostetun materiaalin hydrofiilisyyden parantamiseen. Hydrofiilisyys säilyi parantuneena jopa kahden kuukaudenkin jälkeen. Proteiiniadsorptiotestillä osoitettiin, että plasmakäsittely ei lisännyt proteiinien ei-toivottua kiinnittymistä 3D-tulostettuun materiaaliin. Tämän perusteella kasetilla olisi hyvät edellytykset toimia määrityksessä. Lisäksi toiminnallisten ratkaisujen, kuten sekoitusrakenteiden ja nesteen sisään- ja ulostuloaukkojen optimointi oli myös yksi työn tärkeistä saavutuksista. Vaikka viimeisimmässä prototyypissä oli paljon onnistuneita toiminnallisuuksia, jatkokehitystä tarvitaan edelleen, jotta kasettia voitaisiin käyttää määrityksessä.