Het monitoren en volgen van biologische dreigingen of epidemieën vereist het vermogen om medische en laboratoriumtests in het veld uit te voeren tijdens een ramp of andere sobere situaties. Dure laboratoriumapparatuur is vaak niet beschikbaar in deze omgevingen, dus goedkope point-of-care-technologie is nodig.

In deze situaties wordt vaak gewoon papier gebruikt, omdat het goedkoop is, draagbaar en overal verkrijgbaar. Echter, papier stelt enkele problemen die het nut ervan belemmeren. In het nummer van deze week van Bio-interfasen onderzoekers van de Universiteit van Maine rapporteren een techniek die de prestaties van op papier gebaseerde point-of-care-technologieën aanzienlijk verbetert.

"Papier is een biologisch afbreekbare hulpbron die ons kan helpen om meer toekomstige uitdagingen aan te gaan dan we denken, " zei co-auteur Caitlin Howell.

In hun onderzoek hebben de auteurs bedekten goedkoop papier met een dunne siliconenpolymeerlaag doordrenkt met een niet-toxische siliconenvloeistof en vouwden het gecoate papier vervolgens in nauwkeurige geometrieën, het creëren van sterk verbeterde apparaten in het veld voor het concentreren en testen van biologische monsters. Hoewel gevouwen papier in het verleden werd gebruikt om goedkope, draagbare veldtestapparatuur, het is bijna altijd afhankelijk van oppervlaktespanning om vloeistof door papiervezels te verplaatsen.

Omdat deze vezels sterk variëren in diameter en lengte, levering van inconsistente vloeistofvolumes aan de detector kan optreden, en verliezen tot 50% van het vloeistofmonster in de poriën van het papier zijn gebruikelijk. Ook, papieren poriën zijn klein, het voorkomen van de stroom van grote deeltjes, zoals bloedcellen en microben, wat de nauwkeurigheid van tests aanzienlijk beïnvloedt.

Om deze problemen aan te pakken, het gecoate papier zorgt voor een gladde bovenlaag die biologische materialen tegengaat, zoals bacteriën, blijft niet aan het papier plakken en laat druppeltjes afglijden zonder sporen van vloeistof achter te laten. Het kan worden opgevouwen om kleine kopjes te maken voor vloeibare monsters.

Het gecoate papier presteerde veel efficiënter en betrouwbaarder dan droog, ongecoat papier, ongeacht het type papier dat wordt gebruikt, in termen van zowel de manier waarop de druppels verdampen als de manier waarop ze gemakkelijk van het papier glijden.

Een andere test betrof monsters van levende bacteriën, E. coli en Staphylococcus aureus, geplaatst in de papieren bekers en verwarmd om de monsters te concentreren en te kweken. Gecoat papier presteerde veel beter dan gewoon papier voor E. coli, met bijna drie keer het aantal bacteriën in de gecoate papieren bekers in vergelijking met droge bekers. Resultaten voor S. aureus waren niet zo goed, echter, dus verder onderzoek zal nodig zijn.