|
Prin implementarea acestui proiect, realizat în parteneriat, între un institut de cercetare- dezvoltare în domeniul integrării micro-nano-info-biotehnologiilor şi doi parteneri industriali cu experienţă în cercetarea şi dezvoltarea aplicativă în domeniul biomedical, ne propunem valorificarea complementarităţii de expertiză şi sinergie în scopul dezvoltării unor tehnici portabile care pot diagnostica cancerul într-un stadiu incipient. Ideea centrală a acestui proiect constă în dezvoltarea, fabricarea şi testarea până la nivel de demonstrator a unui biocip pentru monitorizarea activităţii celulelor melanom si a biomarkerilor asociaţi diferitelor stadii de dezvoltare a melanomului malign.
Noutatea dispozitivului constă în utilizarea a doi nanobiosenzori, unul electrochimic şi altul plasmonic, cu achiziţie şi modulare a semnalelor de pe ambii senzori. Biosenzorul electrochimic este reprezentat de o reţea de nanoelectrozi interdigitaţi realizată pe substrat de siliciu, iar cel plasmonic de o reţea periodică de nanocilindri de aur cu diametrul ~ 200 nm, înălţimea ~ 300 nm şi constanta reţelei ~ 800 nm.
Metodele propuse în cadrul acestui proiect pentru monitorizarea interacţiunilor biologice la nivelul celulelor tumorale implică utilizarea unor tehnici moderne de caracterizare în timp real a proceselor care au loc la interfaţa senzorului cu biocelulele, şi anume spectroscopia electrochimică de impedanţă (EIS) şi rezonanţa plasmonilor de suprafaţă (SPR). Moleculele analit din proba lichidă în contact cu senzorul electrochimic determină creşterea capacităţii de dublu strat şi a rezistenţei transferului de sarcină la frecvenţe mari, creşterea impedanţei Warburg si a transportului molecular de masă (difuzia) la frecvenţe mici, iar în contact cu senzorul plasmonic determină creşterea indicelui de refracţie, modificarea constantei de propagare a plasmonilor superficiali, care prin alterarea condiţiilor de cuplare, alterează caracteristicile undei cuplate cu plasmonii superficiali, ca de exemplu unghiul de cuplare, lungimea de undă de cuplare, intensitatea şi faza undei.
Aria activă a dispozitivului este ~1 mm2. Principiul de funcţionare a dispozitivului este următorul: pe ariile active ale dispozitivului (nanoelectrozii interdigitaţi şi nanocilindrii plasmonici) se imobilizează nanoparticulele funcţionalizate cu anticorpii antitumorali; celulele vor recunoaste anticorpii specifici, metodele de detectie directe devin astfel foarte sensibile, ceea ce permite coborârea limitei de detecţie spre concentraţii foarte joase de celule tumorale.
Această tehnică permite de asemenea detecţia simultană şi rapidă a 5 biomarkeri importanţi pentru monitorizarea şi investigaţia melanomului malign: TA-90 (Tumor-associated glycoprotein Antigen), Proteina S100B, Factorul de creştere VEGF-A, Citokina imunosupresiva IL-10,IL-6 şi Proteina C-Reactivă (CRP). Detecţia acestor 5 biomarkeri se corelează în prima fază cu variaţia impedanţelor, a constantelor dielectrice şi a indicilor de refracţie pentru stabilirea stadiului melanomului. Ulterior, detecţia se face exclusiv prin determinarea variaţiei mărimilor electrochimice şi optice.
In concluzie, acest dispozitiv permite realizarea unui sistem de diagnostic cu sensibilitate crescută, specificitate şi fiabilitate mare, din care rezultă o asistenţă medicală eficientă şi de calitate.
[inapoi la pagina principala]
|
