常见的现场水质测试套件和家庭感染疾病测试通常需要用户完成所有工作-收集液体样本，测量和混合试剂，进行化验等。即使这些套件减少了您需要花费的时间等待结果时，假阳性，生物污染和不准确分析的风险会增加。但是，如果您通过将预处理后的流体样品运送到实验室来选择更精确的结果，则会出现更长的等待时间和更高的成本。看来是双赢的局面，对吧？

日本冲绳科学技术大学（OIST）的研究人员Shivani Sathish，Kazumi Toda-Peters和Amy Q. Shen 最近发表了一篇论文，标题为“ 概念验证的模块化流体处理原型，该原型集成了用于微流体生化分析模块的现场护理测试 ”，介绍他们为创建准确，快速且可重现的诊断而降低污染风险的模块化原型系统的工作。

“由于生活方式的选择或环境因素，世界各地的大量人口遭受众多但可治疗的健康问题。在过去的几十年中，通过允许用户从其家中进行私人的初步健康或环境测试，开发了即时检验套件，以避开对实验室的依赖。但是，这些试剂盒在很大程度上依赖于用户的精确度来执行程序，从而导致最终评估的可变性增加。“为消除用户引起的错误，我们提出了一个集成的，完全密封的，一次性使用的即时检验测试原型，该原型利用了微流体技术和3D打印制造技术的优势。手掌大小的模块化原型包含一个手动操作的流体处理设备，可进行精确混合，

流体处理设备（FHD）模块是其系统中的第一个组件，它使得可以将流体样品与预装的试剂混合并进行混合，然后对其进行过滤，收集流体废料，并将处理后的样品带到第二个组件中，一种车载微流分析设备。在这种密封系统中，减少了由用户造成的污染，并可以在短短几分钟内获得准确的结果。

“ FHD是我们即时检验系统的基本模块，在此它可以作为确保后续的生化检验使用不同分析/检测模块的平台。试剂储存盒能够容纳1-3 mL的主要试剂，用于样品稀释和用于生化分析的试剂。

它是这样工作的：一旦沉积了液体样品，FHD的底部就与上部（由分析过程中使用的辅助试剂制成）锁定在一起。然后，用户下拉缓冲盒的标签以稀释和混合溶液。这会产生真空压力，这会迫使主要试剂流入混合室以混合和稀释样品。然后，样品通过FHD的上部，在微流分析模块中进行过滤和分析。同时，废液被收集在一个单独的单元中。最后的压缩步骤将辅助试剂输送到微流分析模块中-这样就完成了分析并让用户看到结果。

研究人员使用Form 2 3D打印机由白色V4光固化树脂制成FHD的主体。为了确保流体的输送没有泄漏，由于采用了活塞/气缸系统，因此定制组件彼此同心滑动。

他们解释说：“作为案例研究，我们进行了生化分析，以使用沙眼衣原体感染的细菌特异性检测特异性抗体。” “具体来说，将掺有沙眼衣原体  特异性免疫球蛋白G（IgG）抗体3的缓冲液样品与 板载荧光标记抗体在FHD中混合，并在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微流体分析设备中进行分析，并用抗原性主要外部外部构图沙眼衣原体膜蛋白（MOMP）  。使用我们的手动原型，可以检测出4种不同浓度（125 ng / mL ‐ 2 µg / mL）的抗MOMP IgG，并将其与阴性样品重现性区分。”

他们使用PBS作为阴性对照。该小组的“非特异性蛋白质吸附研究”将六组FHD在4°C的N101封闭缓冲液中浸泡15小时。

该小组写道：“将样品加载到FHD的下部，并与包含荧光标记检测抗体的一级试剂缓冲液（2 mL）混合。”

使用空气等离子体增强的生物功能化策略来制造微流衣原体检测模块，并使用二氧化碳激光切割机形成微通道。MOMP的一侧粘合到PMMA条，另一侧粘合到IPA清洁的PMMA条。1％重量/体积的牛血清白蛋白用于防止蛋白质的非特异性吸附，并堵塞附着在FHD顶部的PMMA微通道的裸露表面。

经过FHD上部过滤后的混合样品将被送至MOMP模式的微流体分析模块。在清洗完测定法以去除任何未结合的生物分子后，研究小组使用分光光度计对“洗脱液中抗体的浓度”进行了定量。

他们解释说：“ FHD主体的内层显示出最小的非特异性蛋白质吸附，在封闭和原始单位之间差异不明显（图1C）。” “如图1 D所示，集成的原型能够检测线性浓度范围为125 ng / mL-2 µg / mL的抗MOMP IgG，检出限8为1.05 µg / mL。”

研究人员始终能够分辨出分析方法与阴性对照之间的差异，这表明他们的原型在即时检验中具有很高的应用潜力。

“将来，我们设想在一个单一设备中包含多路微流化验室，以允许从一个单一样品中检测多种生物分析物，从而减少测试时间（<30分钟）和成本（对于多份样品，<25美元测试），用于离散的在家测试。”研究人员总结说。

这种青岛3D打印的原型与许多其他微流体，水测试和医学测试设备结合在一起，从而使这种类型的研究更加便宜和耗时。