FW

A-free-customizable-tool-for-easy-integration-of-microfluidics-and-smartphonesScientific-Reports

Integrasi Smartphone dan Mikrofluida

  • Definisi

    • Integrasi smartphone dan mikrofluida merupakan metode yang efektif untuk pengujian di lokasi pemanfaatan (PONT), sangat diperlukan di bidang kesehatan manusia, pertanian, keamanan pangan, serta pemantauan lingkungan.

  • Platform appuente

    • Didesain untuk mengintegrasikan chip mikrofluida, smartphone, dan cloud.

    • Mengandung aplikasi mobile untuk pengguna akhir:

      • Identifikasi dan pelacakan chip.

      • Panduan dan kontrol selama pengujian.

      • Pemrosesan dan pelaporan hasil.

      • Integrasi dengan IoT.

    • Mengandung aplikasi web untuk pengembang PONT, memudahkan penyesuaian aplikasi mobile dan pengelolaan data dari tes yang diberikan.

IoT dan PONT

  • Konteks IoT

    • Internet of Things (IoT) merupakan koneksi antara orang, objek, dan sistem dalam pengumpulan data yang pintar.

    • Terdapat tiga lapisan utama dalam IoT:

      1. Lapisan Sensor: Untuk pengukuran.

      2. Lapisan Komunikasi: Penyimpanan dan pemrosesan data.

      3. Lapisan Antarmuka Pengguna: Manajemen informasi dan analitik data.

  • PONT

    • Dikenal sebagai pengujian kimia real-time di lapangan, sangat dibutuhkan dalam kesehatan manusia dan hewan, keselamatan pangan, serta pemantauan lingkungan.

  • Kriteria ASSURED (WHO 2003):

    • Terjangkau, sensitif, spesifik, mudah digunakan, cepat, andal, tanpa perangkat keras, dan dapat diakses oleh pengguna akhir.

Microfluidics dan Prototipe Cepat

  • Keuntungan Mikrofluidika

    • Menggunakan jumlah sampel dan reagen yang kecil.

    • Mempercepat waktu reaksi dan operasi kimia.

  • Masalah yang Dihadapi

    • Banyak pendekatan tidak memenuhi semua kriteria REASSURED secara bersamaan akibat memerlukan perangkat tambahan:

      • Pemanasan, pemompaan, dan pembacaan.

    • Banyak hasil tidak portabel dan biaya tinggi, mengurangi efisiensi.

Smartphone dalam Aplikasi PONT

  • Keuntungan Integrasi

    • Komputasi yang kuat, penyimpanan data, sumber daya daya, dan konektivitas.

    • Memungkinkan keputusan pintar dan implementasi IoT.

  • Kekurangan Pendekatan yang Ada

    • Banyak pendekatan smartphone memerlukan perangkat keras tambahan, yang menambah biaya dan masalah kebersihan.

  • Reproduktivitas dengan Smartphone

    • Masalah baru muncul, seperti variasi pencahayaan dan pengaturan kamera.

    • Berbagai strategi untuk mengatasi masalah tersebut termasuk:

      • Kalibrasi pada lokasi.

      • Penggunaan LED ponsel sebagai sumber cahaya.

Komponen dalam appuente

Chip Mikrofluida

  • Memerlukan tanda penyelarasan dan kode ID.

  • Kode ID digunakan untuk mengidentifikasi jenis pengujian dan chip.

Aplikasi Mobile

  • Memandu pengguna dalam langkah-langkah pengujian dan memungkinkan pengaturan alarm/timer.

  • Memfasilitasi pembuatan gambar dengan kondisi geometris yang standard.

Aplikasi Web

  • Memungkinkan pengembang untuk menyesuaikan aplikasi mobile dan chip mikrofluida sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

Studi Kasus Aplikasi

1. Detektor Grayscale

  • Memvalidasi kinerja appuente, meniru pengujian pada tes kolorimetri, di mana jumlah zat dihubungkan dengan intensitas cahaya reflektif.

2. Ujian Perpanjangan Akar

  • Menyusun dan mengukur pertumbuhan akar menggunakan chip yang diubah untuk meningkatkan kontras.

3. Tes LFIA untuk Leptospirosis

  • Mengembangkan strip tes untuk menangkap antibodi spesifik dan membaca hasil dengan aplikasi smartphone.

Diskusi dan Masa Depan

  • Kinerja

    • Baik untuk akurasi deteksi warna (error di bawah 10%).

    • Penurunan kompleksitas dan waktu pengujian dengan menggunakan smartphone dan appuente.

  • Fokus Masa Depan

    • Penambahan kompatibilitas dengan iPhone, analisis data, dan operasi offline.

    • Memecahkan masalah higienis dan pencahayaan non-uniform.

  • Tujuan

    • Memungkinkan inovasi dalam aplikasi IoT PONT.