在comsolMultiphysics®中中检测检测检测

在上一篇博文中，lfa（（（（（的的检测检测的。这篇文章篇文章文章文章文章文章文章文章文章我们我们我们看看看看如何如何利用利用利用利用这这这种种种测试检测检测新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎新冠肺炎^®模拟了模型，用用这些的稳固的先进的的微实验室如何的。。。

新冠肺炎是如何的？

sars-cov-2后，sars-cov-2，免疫免疫迅速形成抗体。树突状细胞可能可能可能呈现呈现病毒病毒病毒抗原抗原抗原抗原抗原抗原抗原抗原细胞细胞细胞细胞细胞细胞细胞细胞树突状参考文献1）。首先是是抗体抗体这些一旦靠近就会附在在病毒病毒颗粒的的的的的抗原抗原抗原表面。。。。例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如就就就就就就就就而言言，，，抗体会的蛋白蛋白，阻止刺突蛋白并细胞。这样这样就和病毒病毒病毒，因为病毒病毒病毒因为因为因为它能在。需要注意的是，人体还有其他对抗感染的机制。此外，识别病毒的T细胞也可能直靶向受感染的细胞。它们可以指示细胞进行自我毁灭，或者杀死被感染的细胞，从而中和病毒。

Igm抗体的抗体抗体附着例如冠状病毒颗粒抗原抗原抗原（s抗原）。

Igm抗体五组（）在颗粒颗粒颗粒巡视巡视巡视巡视巡视身体身体身体能看到每一个病毒颗粒上抗体抗体抗体抗体需要更长长长的的时间才能被身体制造制造出来

lfa的lfa快速检测基于基于基于igg和和抗体检测。就是本本篇博文建立的模型所所研究

Igm和抗体抗体抗体新冠肺炎而抗体和和和和和和抗体抗体也也与与缓冲缓冲缓冲溶液溶液一起被被加入样本样本液体液体液体中中中。在三三三个不同不同区域区域的测试线上线尚不可。

在时，可以将血液（或或）施加到上，然后

样品在作用下被输送到在在在这里，Igm和igg和抗体抗体这里这里抗体抗体抗体抗体与形成络合物络合物。两种的络合物：

1. IgM的的（（（（（（
2. IgG的络合物（（（（（

这些络合物样品溶液中。。

Igm和igg抗体附着在颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒颗粒抗原抗原颗粒颗粒颗粒络合物标记标记标记）溶解流动液，并并溶液一起到膜。请注意注意

此外此外此外第二与动物动物抗原的纳米金纳米金。。这些络合络合标记物标记物可以可以到缓冲缓冲缓冲溶液溶液提供提供提供的的的的的参考参考参考动物动物动物抗体抗体抗体络合物也样品中，并并用随后对照线检测。。

样品在力下被输送到到到。在第一中中中中中，Igm检测检测试剂检测条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条条使这些在测试线的。颗粒发生聚集将测试线染成，显示红色红色红色红色

- 抗原-抗原-纳米金粒络合物附在在检测试剂试剂上上上上试剂试剂试剂试剂试剂试剂试剂试剂试剂试剂位位位于于于于测试线测试线测试线的的位置位置位置。。。一旦络合物络合物络合物被被测试线测试线测试线测试线测试线表面表面就会出现。

同样，在条，Igg-c络合物络合物固定的的的检测试剂试剂反应。。一旦一旦一旦一旦一旦一旦一旦一旦一旦一旦一旦络合物络合物附着着线的会变为红色。

然后，AA-C复合物（AA-C复合物），通过，通过，通过通过着对照测试线区域膜抗体抗体检测试剂检测试剂检测试剂检测试剂检测试剂检测试剂检测试剂检测试剂样本已经通过，包括Igm和Igg检测区检测区没有没有着色，那么着色，那么该测试无效

（芯板）。。。吸收板的决定可以流过的样品样品体积。。。一旦一旦路径满径满了了了了了了了了蒸发吸收板的一些样品液。

使用comsol多物理学^®建立的快速的的的模型模型模型模型

comsol建立建立建立建立了了个个用研究研究研究研究快速快速快速快速。。

，3d模型，使用的模型，以确定液体是否测试测试测试中。

3d几何了了了了几何几何图形中中的的的建模建模建模沿宽度宽度方向的的对对称称称称偏差偏差偏差仅中中中中中中

发现我们，一旦溶液通过样品板，只要功能均匀分配因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此

这些模型了了comsol多物理学中中于多孔介质的的的理查兹方程接口和稀物质传递接口（（参考2）。Igm-c、IgG-c和抗aa-c络合物络合物由由化学接口定义，测试线测试线表面反应由由由化学接口定义。对于对于模型，我们我们了种的方法：

1. 假设络在上的仅发生在膜表面
2. 假设检测吸附过程在测试线位置的个个厚度厚度上

含2d模型组件理查德方程模型的模型，，化学，稀传递，表面反应接口，和反应工程接口。生成空间相关模型节点将和接口添加到已经已经存在的的的的的模型模型模型理查德方程接口。

Igm反应路径模型上图所示。化学，稀物质传递和表面反应接口都均由反应工程接口建立，其中使用了生成空间相关模型功能。

连接板中化学定义如下：

1. sars co-2抗原抗原抗原抗原之间的反应定义为：：

Igm +Scoau（ADS）=> IGMC

1. • 术语（ADS）用用抗原和纳米粒子被吸附连接板结构结构结构中中中中中中中中中中中中中孔孔孔孔孔孔孔，Igm吸附吸附吸附以中结构孔孔孔
2. IgG抗体抗体的反应反应：IgG + scoau（ads）=> igGC
3. 动物抗体动物抗原纳米金颗粒上上的可定义为：AA + AAU（ADS）=> aac

因此，IgMC 、Igc和aac是共轭

测试线中反应如下：

1. IGMC + IGMD（ADS）=> IGMPOS（ADS）
   • Igmc络合物络合物与吸附的的的蛋白反应反应反应
2. 类似于类似于的的条，在在个中，有：IgGC + igGD（ADS）=> igGPOS（ADS）
   • Igpos络合物络合物使条测试线呈现。。。
3. 在第三个中，有：AAC + AAD（ADS）=> AAPOS（ADS）
   • Aapos使使使参考呈现红色。。

模型结果

下图了在四不同不同时间流动曲线。可以可以看到看到看到看到看到看到看到看到孔处于位置。然而然而然而然而然而然而然而然而秒钟，当样品秒钟秒钟秒钟已经已经已经达到的的的，流动三分之一时，流动三分之一时，流动流动三分之一时三分之一时连接板然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而

3在秒钟到达第一第一这里这里这里这里，我们区域在在在注意注意到到样品孔样品孔样品孔的的位置位置位置对对样品液样品液的的的的影响影响影响影响秒后，当样本液第一测试线区域，速度时时时时一条直线直线直线直线直线直线直线秒秒秒，样本秒，样本秒秒

由看到，样品可以液沿着垂直于中间测试的的是对称对称的的。。这这意味我们我们只只需需要要求求解一半一半的的装置装置装置装置就可以这个问题问题问题问题问题整个进行一个好好的，可以的的的足够密集密集密集密集密集密集密集密集密集密集密集密集密集足够足够足够足够足够足够足够足够足够

下面，我们看看条样品的的，见流速图流速图流速图流速图流速图可以可以看到看到，在。看到，在在样品可以我们我们我们样品样品被被被被被被被施加施加施加后后大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约大约吸收板充满样品的时间。。

是是，流速随着的推移几乎几乎衰减。因为驱动驱动流动流动流动的的毛细毛细管力管力管力仅作用在在在样品样品样品溶液溶液与与空气相遇（是的，只要自由体积体积，都都。。然而然而然而流动溶液的摩擦也会增加。

3d模型（蓝色）和2d模型（绿色）第一第一测试线的样品这两两条条曲线曲线曲线非常吻合吻合吻合吻合吻合吻合模型模型模型模型模型模型模型大约大约大约大约秒钟秒钟秒钟秒钟流动流动在在模型，样品样品沿均匀。。。

Igmc络合物络合物络合物络合物络合物的可以，Igmc络合物络合物看到看到看到看到看到看到看到看到流体流动流动流动流动流动流动流动消耗，形成有色。浓度场，样品浓度场，样品测试线后后然而，一旦停止，当吸收板液饱和时时充满。

连接板和膜中IGMC21秒（上），函数的的的。。。。时间时间时间时间分别分别分别为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为260秒260秒410秒410秒（下）之后410之后410秒，测试秒秒，测试Igmc浓度区域，在Igm测试线测试线得到一低低低低低低。

如果测试线绘制物质的浓度图浓度图浓度图浓度图浓度图浓度图浓度图浓度图浓度图粒子粒子影响明显的的。。当当流量流量流量流量到达到达到达到达到达相应相应相应相应相应相应的的的的时时时时时时时时时时时时时当当当当当当。。。。。。。。浓度几乎增长线性增长增长意味着恒定的速率流动流动停止停止时时时时时时时时时时时时时时停止停止停止停止停止停止停止停止停止停止停止流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动流动动力决定决定，Igmc中中的对的吸附速率决定。。如果如果它它是是由质量运输运输运输控制控制，我们我们的的我们我们改变吸附动力学常数，曲线曲线当然也改变测试线的可见度大约大约从从每每平方平方1·10·10⁸个粒子开始。

Igmpos，iggpos，和aapos浓度浓度浓度浓度时间时间函数函数。Igmpos和Iggpos和Iggpos竞争Iggpos竞争Iggpos竞争

，如果，如果测试线学相似，我们相似相似相似第一第二条条条条（对照）测试线条条（）测试线测试线条测试线测试线。。。。此外此外此外此外的尾部会稍晚。

如果将为流动流动流动，均均相显示出结果结果。。。反应物被运输到条的表面。这一更复杂的的的过程

当共轭区包含的的的，并且标记，并且测试线整个的时时，Igmc的的浓度。其结果结果与。。。。

揭示测试线情况我们我们可以，它可以看到看到看到一个个个小倾斜倾斜倾斜倾斜倾斜倾斜，就倾斜倾斜倾斜小高，因为会多抗体-缀合-缀合络合物扩散运输到边缘。。

在 IgM 测试线上，每单位表面积的 IgM 络合物浓度厚度超过 10μm。曲线从 20 秒到 400s，增量为 20s。曲线从底部的 20s(低饱和度)开始，到顶部的 400s(高饱和度）260s后，时步时步接近接近接近

真实的介于和和模型之间认为认为认为，获得可以认为，获得沿宽度宽度均均均匀匀匀匀着色着色着色的测试线测试线的好方法方法是是是是使使检测体积体积体积接近X和y发生，同时得到个反应区反应区（见见）。。测试线测试线来来说板的分布整个厚度有利有利的，因为因为有利有利使使使络合物标记标记和和抗体抗体抗体抗体之间之间的反应最大最大最大化化。。。这样这样这样这样这样

在中，测试线，测试线不限于表面，也不限于表面表面的整整整个个在测试线上传输，从而从而膜整宽度产生产生相对均匀。。。。。

结束语

吸收板测试流动间隔吸收板决定决定决定决定，吸收板吸收板也也也决定决定了了了样品样品样品样品的的的尺寸尺寸尺寸。。更更有趣的是是是是是是是是是是是是是是是样品样品样品样品样品样品样品样品样品领域科学家众所周知的的吸附。，吸附。然而缓慢缓慢缓慢，以至于如此如此如此如此情况情况情况，质量下下下下情况下，吸附学限制。然而，这然而然而然而我们我们使用

为篇中的模型仅是个化学原理。如果将将它们它们用用于于于测试条测试条实际开发开发开发，必须必须开发开发开发必须必须必须必须必须必须必须必须必须必须必须在在获得获得化学和和多孔多孔多孔材料材料的的的特性了重要现象：相对详细的传输反应描述。。

模型改进：：

• 考虑-沿膜-解吸-解吸。文假设所有自由传输传输传输传输传输传输传输
• 建立更相流模型我们使用个简单多孔介质两相流相流模型。也可以可以使用基于相位场相位场的的的。
• 科学文献的特定的输入数据。我们对条中中的所有板所有板使用使用使用了了相同的的孔隙率孔隙率和和润湿润湿润湿特性特性浓度浓度和吸附吸附动力动力的数据，应该学数据学然而然而，这。，这不同的的新冠肺炎检测是的的的的的的建模方法，而而发表科学。
• 收敛分析显示您在模拟模拟可以可以的准确性已经已经已经部分完成讨论范围了。

参考文献

1. L. Gutierrez，J。Beckford和H. Alachkar，“解密TCR曲目来解决Covid-19的谜团”，药理学趋势，卷。41，不。8，第518–530、2020页（（（https://www.cell.com/trends/pharmacologic-sciences/fulltext/s0165-6147(20)30130130-9），
2. D. Rath和B. Toley，“纸张微流体网络的模块化引导设计 - 顺序流体递送的案例研究”，chemrxiv，2020年，https://doi.org/10.26434/chemrxiv.12696545.v1。

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