Lab-on-discプラットフォームでのループ媒介等温増幅の比色検出のための光学温度制御ユニットと畳み込みニューラルネットワーク

Lab-on-a-disc（LOD）は、ポイントオブケアテスト（POCT）デバイスの有望な候補として登場しました。これは、複数の層のポリマー基質を使用して複雑な流体操作ステップを効果的に統合できるためです。ただし、LODの表面で温度測定と加熱システムを非接触で設計および製造することは依然として非常に困難です。これは、特に回転可能な椎間板でDNA増幅を成功させるための前提条件です。この研究では、Lab-on-a-disc（LOD）ベースの自動ループ媒介等温増幅（LAMP）システムを紹介します。ここでは、熱クロミックコーティング（<〜420 µm）を使用してチャンバーの温度を遠ざけ、マイクログラファイト膜がチャンバーに統合され、リモーテル吸収レーザービアムを伴います。ディープラーニングネットワークを使用して、肉眼では可能な限りより一貫してランプの積を分析しました。その結果、LODの表面と物理的な接触なしに温度加熱と測定の両方が実行されました。実験結果は、提案されたアプローチが以前に試みたことがないことが、LODのランプを実現するのに非常に効果的であったことを示しています。

Lab-on-a-disc (LOD) has emerged as a promising candidate for a point-of-care testing (POCT) device because it can effectively integrate complex fluid manipulation steps using multiple layers of polymeric substrates. However, it is still highly challenging to design and fabricate temperature measurement and heating system in non-contact with the surface of LOD, which is a prerequisite to successful realization of DNA amplification especially with a rotatable disc. This study presents a Lab-on-a-disc (LOD)-based automatic loop-mediated isothermal amplification (LAMP) system, where a thermochromic coating (<~420 µm) was used to distantly measure the chamber's temperature and a micro graphite film was integrated into the chamber to remotely absorb laser beam with super high efficiency. We used a deep learning network to more consistently analyze the product of LAMP than we could with the naked eye. Consequently, both temperature heating and measurement were carried out without a physical contact with the surface of LOD. The experimental results show that the proposed approach, which no previous work has attempted, was highly effective in realizing LAMP in LOD.