An unclonable, fingerprint-mimicking anti-counterfeiting strategy is presented that encrypts polymeric particles with randomly generated silica film wrinkles. The generated wrinkle codes are as highly unique as human fingerprints and are technically irreproducible. Superior to previous physical unclonable functions, codes are tunable on demand and generable on various geometries. Reliable authentication of real-world products that have these microfingerprints is demonstrated using optical decoding methods. As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

An antimicrobial susceptibility test rapidly identifies bacterial response to drugs based on imaged morphology of single cells.

Abstract In six of seven severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) patients, V H clonotypes, encoded by either immunoglobin heavy variable (IGHV)3-53 or IGHV3-66 and immunoglobin heavy joining (IGHJ)6, were identified in IgG 1 , IgA 1 , and IgA 2 subtypes, with minimal mutations, and could be paired with diverse light chains, resulting in binding to the SARS-CoV-2 receptor-binding domain (RBD). Because most human antibodies against the RBD neutralized the virus by inhibiting host cell entry, we selected one of these clonotypes and demonstrated that it could potently inhibit viral replication. Interestingly, these V H clonotypes pre-existed in six of 10 healthy individuals, predominantly as IgM isotypes, which could explain the expeditious and stereotypic development of these clonotypes among SARS-CoV-2 patients.

Abstract Background Epithelial ovarian cancer (EOC) is a silent but mostly lethal gynecologic malignancy. Most patients present with malignant ascites and peritoneal seeding at diagnosis. In the present study, we used a laser-aided isolation technique to investigate the clonal relationship between the primary tumor and tumor spheroids found in the malignant ascites of an EOC patient. Somatic alteration profiles of ovarian cancer-related genes were determined for eight spatially separated samples from primary ovarian tumor tissues and ten tumor spheroids from the malignant ascites using next-generation sequencing. Results We observed high levels of intra-tumor heterogeneity (ITH) in copy number alterations (CNAs) and single-nucleotide variants (SNVs) in the primary tumor and the tumor spheroids. As a result, we discovered that tumor cells in the primary tissues and the ascites were genetically different lineages. We categorized the CNAs and SNVs into clonal and subclonal alterations according to their distribution among the samples. Also, we identified focal amplifications and deletions in the analyzed samples. For SNVs, a total of 171 somatic mutations were observed, among which 66 were clonal mutations present in both the primary tumor and the ascites, and 61 and 44 of the SNVs were subclonal mutations present in only the primary tumor or the ascites, respectively. Conclusions Based on the somatic alteration profiles, we constructed phylogenetic trees and inferred the evolutionary history of tumor cells in the patient. The phylogenetic trees constructed using the CNAs and SNVs showed that two branches of the tumor cells diverged early from an ancestral tumor clone during an early metastasis step in the peritoneal cavity. Our data support the monophyletic spread of tumor spheroids in malignant ascites.

Abstract Barcoded planar microparticles have many qualities suitable for developing cost-efficient multiplexed immunoassays. But at the translational research level, there are a number of technical aspects yet remain to be addressed which includes robustness and efficiency of the assay readout process. Assay readout process involves automated barcode identification and signal intensity values from each planar microparticle. For this, each microparticle has to be correctly aligned for correct barcode readout while being, ideally, compactly assembled for maximum microparticle imaging efficiency. To simultaneously achieve such alignment and assembly of microparticles but in a straightforward manner, we designed a microfluidic microparticle assembling chip that only requires a single pipetting step. Our design utilizes capillary flow based guided particle assembly, which allows maximum microparticle-based immunoassay readout efficiency. With the aid of image processing algorithms, we obtained good multiplex immunoassay readout accuracy similar to conventional imaging platforms. Our approach is applicable to both soft elastomer materials (e.g. PDMS) and rigid materials (e.g. polystyrene), the latter of which is frequently used for injection molding based mass production. We anticipate our device could help developing facile and user-friendly platform technologies based on barcoded planar microparticles.

Abstract DNA-based data storage has attracted attention because of its higher physical density of the data and longer retention time than those of conventional digital data storage 1–7 . However, previous DNA-based data storage lacked index features and the data quality of storage after a single access is not preserved, obstructing its industrial use. Here, we propose DNA micro-disks, quick response (QR)-coded micro-sized disks that harbour data-encoded DNA molecules for the efficient management of DNA-based data storage. We demonstrate the two major features that previous DNA-based data storage studies could not achieve. One feature is accessing data items efficiently by indexing the data-encoded DNA library. Another is achieving write-once-read-many (WORM) memory through the immobilization of DNA molecules on the disk and their enrichment through in situ DNA production. Through these features, the reliability of DNA-based data storage was increased by allowing multiple accession of data-encoded DNA without data loss.