Development of a Microplate-Formatted Lab-on-Paper Platform

 

Published in the November Issue of Small Methods (IF 10.7) and Selected as a Front Cover Article

 

The Bionanotechnology Laboratory (BiNeLa), led by Professor Gyudo Lee of the Department of Bioinformatics Engineering at Korea University Sejong Campus, has developed a standardized paper-based platform(the 96-Puddle Paper Plate (96-PPP))that addresses the limitations of conventional paper-based microfluidic analyses, including low reproducibility and poor compatibility with existing laboratory equipment.

 

Using this platform, the research team successfully conducted quantitative analyses of biomolecules such as magnesium ions, ketone bodies, and vitamins, as well as amyloid protein deposition, degradation, and amplification reactions.

 

This study was carried out collaboratively by Dr. Taeha Lee (first author) of the Department of Bioinformatics Engineering, Professor Gyudo Lee (corresponding author), and Professor Insoo Park of Yonsei University (co–corresponding author).

 

The research results were published in the November issue of Small Methods, a top 11% international journal in materials science and multidisciplinary research, under the title “The 96-Puddle Paper Plate as a Versatile Lab-on-Paper Platform.” The paper was also selected as a Front Cover Article.

 

The 96-PPP is a paper-based platform fabricated by coating cellulose paper with PDMS using a silk screen printing process. It consists of 96 independent analytical sites and shares the same size and layout as a standard microplate, ensuring compatibility with conventional laboratory equipment such as microplate readers and multichannel pipettes.

 

In addition, the platform enables analysis using smartphone cameras and supports multiple analytical modalities, including absorbance and fluorescence measurements. A key advantage of the 96-PPP is its ability to accommodate diverse analytical techniques within a single platform.

 

Using the 96-PPP, the research team successfully visualized and quantitatively analyzed the spatial distribution of amyloid proteins at microscale resolution an achievement difficult to realize with conventional well plates or solution-based assays. In particular, protein deposition and enzyme-mediated degradation reactions were quantitatively observed within the fixed cellulose structure, demonstrating the platform’s potential for biomimetic analytical applications.

 

Dr. Taehaee commented, “This study shows that by adding micro-scale structures to a familiar material like paper, it is possible to create a single laboratory capable of protein reaction analysis, metabolite detection, and fluorescence-based disease diagnostics. With low sample consumption, high precision, and compatibility with multiple analytical methods, the 96-PPP demonstrates vast potential for expansion into applications such as drug candidate screening and environmental monitoring.”

 

This research was supported by the Multi-Ministerial Program (KH140292), the Ministry of Science and ICT through the Institute of Information & Communications Technology Planning & Evaluation (IITP-2025-RS-2023-00258971), and Korea University’s Inseong Research Fund.