PFI-TT: Development of Point-of-Care Biochips for the Rapid and Sensitive Detection of Multiple Respiratory Pathogens
PFI-TT:开发用于快速、灵敏检测多种呼吸道病原体的床旁生物芯片
基本信息
- 批准号:2122712
- 负责人:
- 金额:$ 25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-09-01 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation - Technology Translation (PFI-TT) project stems from the critical need for a low-cost, point-of-care (POC) microfluidic device for the rapid detection of multiple respiratory pathogens (such as whooping cough and pneumonia) in vulnerable people in low-resource settings. For instance, there are an estimated 24.1 million cases of pertussis worldwide, and about 160,700 deaths per year from whooping cough in children. The new microfluidic device can provide low-cost, rapid, and accurate detection of multiple respiratory pathogens at the point of care, enabling detection of whooping cough and pneumococcal pneumonia within one hour at various venues such as physicians’ offices, schools, rural areas, and developing nations. Rapid pathogen detection at the point of care (POC) can significantly reduce mortality in children and the elderly. The microfluidic device also has the potential to detect a variety of other pathogens such as foodborne pathogens and SARS-CoV-2. Hence, the societal and commercial impacts of the translational development of this technique may impact global health. This project is primarily intended to develop a low-cost microfluidic device prototype integrated with specific and sensitive DNA testing techniques for the rapid and accurate detection of multiple common respiratory pathogens (i.e., B. pertussis and S. pneumonia)in vulnerable people at the point of care. Conventional pathogen detection methods either take a long time or require costly and bulky instruments, limiting their applications for low-resource settings. This approach is based on integrated loop-mediated isothermal amplification (LAMP) on a low-cost paper/polymer hybrid microfluidic device. DNA amplification and six primers specific to each pathogen target ensure high detection sensitivity and high accuracy, respectively, while the instrument-free detection by the naked eye minimizes instrumentation requirements. The integration of LAMP on a portable microfluidic device further enhances its capability for POC testing.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这一创新-技术转化伙伴关系(PFI-TT)项目的更广泛影响/商业潜力源于对低成本、护理点(POC)微流控设备的迫切需求,该设备用于在低资源环境中的弱势人群中快速检测多种呼吸道病原体(如百日咳和肺炎)。例如,全世界估计有2 410万例百日咳病例,每年约有160 700名儿童死于百日咳。新的微流体设备可以在护理点提供低成本,快速和准确的多种呼吸道病原体检测,使百日咳和肺炎球菌肺炎在一小时内在医生办公室,学校,农村地区和发展中国家等各种场所检测。在护理点(POC)进行快速病原体检测可以显著降低儿童和老年人的死亡率。微流控装置还具有检测各种其他病原体的潜力,例如食源性病原体和SARS-CoV-2。因此,这种技术的转化发展的社会和商业影响可能会影响全球健康。 该项目主要旨在开发一种低成本的微流控装置原型,该原型集成了特异性和灵敏的DNA检测技术,用于快速准确地检测多种常见的呼吸道病原体(即,B。pertussis和S.肺炎)在护理点的脆弱人群中。传统的病原体检测方法要么需要很长时间,要么需要昂贵和笨重的仪器,限制了它们在低资源环境中的应用。该方法基于低成本纸/聚合物混合微流体装置上的集成环介导等温扩增(LAMP)。DNA扩增和针对每个病原体靶标的六种引物分别确保了高检测灵敏度和高准确度,而裸眼无仪器检测则最大限度地降低了仪器要求。将LAMP集成到便携式微流体设备上进一步增强了其POC测试能力。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- 作者:Xiaoliang Zhang;Le Wang;Xiaochun Li;Xiujun Li
- 通讯作者:Xiujun Li
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- 发表时间:2022-03
- 期刊:
- 影响因子:6
- 作者:Yohannes W. Getahun;J. Gardea-Torresdey;F. Manciu;Xiujun Li;A. El-Gendy
- 通讯作者:Yohannes W. Getahun;J. Gardea-Torresdey;F. Manciu;Xiujun Li;A. El-Gendy
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- 发表时间:2022-07-29
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- 影响因子:8.4
- 作者:Hu, Kaiqiang;Ma, Lei;Li, XiuJun
- 通讯作者:Li, XiuJun
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