Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Niedrogie, przenośne rozwiązanie do diagnostyki z wykorzystaniem czujników optycznych

Unijni naukowcy opracowują oparty na bioczujnikach system diagnostyczny, który wykorzystuje czułe mikroukłady optyczne do stworzenia niedrogiego, przenośnego urządzenia zdolnego do diagnozowania konkretnych chorób.

Zdrowie

System Bio Ring Diagnostics oferuje czułość wystarczającą do wykrywania wielu biomarkerów w próbkach krwi o bardzo małej objętości. „Opracowujemy technologię platformy, która może być wykorzystywana do diagnozowania takich chorób jak choroby zakaźne, choroby autoimmunologiczne, nowotwory lub choroby serca”, mówi Bart de Boer, koordynator projektu Bio Ring Diagnostics i dyrektor techniczny firmy Delta Diagnostics z Rotterdamu. Firma ta jest spółką typu spin-off działającą w ramach TNO – holenderskiej organizacji ds. naukowych badań stosowanych. System ten jest obecnie opracowywany w formie przenośnego urządzenia do użytku w miejscu opieki nad pacjentem we współpracy z innymi podmiotami, które pracują nad częścią biochemiczną urządzenia do wykrywania różnych chorób lub stanów chorobowych. „Połączymy naszą technologię czujnikową z ich technologią biochemiczną w celu opracowania nieistniejących dotąd testów diagnostycznych”, dodaje de Boer. Czujniki oparte są na mikroukładach optycznych – fotonicznych układach scalonych – o niskim koszcie w przypadku produkcji w dużych ilościach. „Czujnika nie można użyć ponownie do wykonania testu diagnostycznego, ponieważ miał on już kontakt z krwią pacjenta. Układ scalony powinien być niedrogi, a więc i jednorazowy”, wyjaśnia de Boer.

Szybkie i dokładne wykrywanie

„Na powierzchni czujnika umieszczamy określone biocząsteczki, które są w stanie rozpoznać konkretny, interesujący nas biomarker”, mówi. „Czujniki optyczne są niezwykle czułe, a ich czułość ogranicza się tylko do obszaru, w którym biomarkery wiążą się z układem scalonym”. W przeciwieństwie do wielu systemów do wykrywania opartych na bioczujnikach, które wymagają pracochłonnego wstępnego znakowania cząsteczkowego w celu zapewnienia dokładności wykrywania, system firmy Delta Diagnostics wykorzystuje technologię czujników niewymagającą użycia znaczników, która może bezpośrednio wykrywać wiązanie białka z czujnikiem. „Oznacza to większą szybkość i dokładność działania, ponieważ proces wymaga wykonania mniejszej liczby kroków, a na każdym z nich mogą występować pewne błędy”, wyjaśnia de Boer. Wyniki można uzyskać w ciągu kilku minut. „Na bardzo małej powierzchni układu scalonego możemy umieścić wiele różnych czujników, co pozwala na jednoczesne wykrywanie wielu biomarkerów w bardzo małej próbce, na przykład kropli krwi pobranej z palca”, dodaje. „Obecnie weryfikujemy działanie naszych czujników przy użyciu sztucznych roztworów o coraz większej złożoności, odwzorowujących próbki biologiczne, a za około cztery miesiące zamierzamy rozpocząć wykrywanie białek w złożonych substancjach, takich jak surowica”.

Kompaktowy przyrząd

Inne technologie, które umożliwiają bezznacznikowe wykrywanie biomarkerów, dostępne są w postaci dużych przyrządów, z których można korzystać wyłącznie w laboratorium i kosztują po kilkaset tysięcy euro. „Nasze rozwiązanie oferuje czułość na tym samym poziomie i o wiele większą opłacalność”, mówi de Boer, dodając, że celem jest wyprodukowanie urządzenia znacznie bardziej przystępnego cenowo od przyrządów o większych gabarytach. „Wsparcie finansowe ze strony UE pozwoliło nam na opracowanie prototypu w rozmiarze pojemnika na drugie śniadanie, co wskazuje na techniczną możliwość zminiaturyzowania naszej technologii w celu użycia testu diagnostycznego w miejscu opieki nad pacjentem”, zaznacza. Finansowanie ze strony UE obejmowało również pomoc w osiągnięciu wykonalności komercyjnej. „Pozytywne reakcje znacznie przerosły nasze oczekiwania. W rezultacie do współpracy z nami zgłosiło się więcej chętnych, niż jesteśmy w stanie przyjąć”, zauważa de Boer. „Chęć podjęcia z nami współpracy i wykorzystania swoich testów na naszym systemie wyraziło kilkanaście firm, dzięki czemu złapaliśmy prawdziwy wiatr w żagle”. „Naszym pierwszym produktem, który powinien być gotowy przed pierwszym kwartałem 2021 roku, będzie urządzenie przeznaczone wyłącznie do celów badawczych, po którym powstanie przyrząd diagnostyczny”, podsumowuje de Boer.

Słowa kluczowe

Bio Ring Diagnostics, Delta Diagnostics, TNO, diagnostyka, bioczujnik, czujniki optyczne, mikroukład optyczny, biomarkery, fotoniczny

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania