|
Nou! Rezultate obtinute in cadrul Etapei a III-a (Decembrie 2016)
Obiectivul etapei: Caracterizare si testare finala dispozitive (I)
Activitățile etapei:
3.1 Proiectarea biosenzorilor nanoplasmonici (II)
3.2 Modelarea, simularea si optimizarea biosenzorilor nanoplasmonici (II)
3.3 Modelarea, simularea si optimizarea sistemului microfluidic (III)
3.4 Experimentarea unor tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp conjugat cu fluorofor – celule tumorale (II)
3.5 Optimizarea, fabricarea şi caracterizarea preliminară a biosenzorului electrochimic cu nanoelectrozi interdigitati (II)
3.6 Optimizarea, fabricarea şi caracterizarea preliminară a biosenzorului nanoplasmonic
3.7 Optimizarea, fabricarea şi caracterizarea preliminara a sistemului microfluidic
3.8 Experimentarea integrării componentelor biocipului
3.9 Caracterizarea dispozitivelor prin spectroscopie electrochimică de impedanţă
3.10 Caracterizarea dispozitivelor prin rezonanţă plasmonică de suprafaţă localizată, detecţie moleculară amplificată plasmonic
3.11 Testarea finală şi verificarea dispozitivelor (I)
3.12 Interpretarea şi validarea rezultatelor prin corelarea cu analize clinice actuale (I)
3.13 Experimentarea unor tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp conjugat cu fluorofor - celule tumorale (III)
3.14 Testarea finală şi verificarea dispozitivelor (II)
3.15 Interpretarea şi validarea rezultatelor prin corelarea cu analize clinice actuale (II)
Rezumatul etapei
Primul obiectiv specific acestei faze a fost studiul dinamicii răspunsului biocelular la prezența câmpurilor electromagnetice. Prin studiul mecanismelor biocelulare si biomoleculare implicate în răspunsul celular la interacția cu câmpuri electromagnetice de diverse lungimi de undă s-a dorit determinarea parametrilor biocelulari semnificativi și ai cineticii acestora în urma acțiunii unor agenți oxidanți produși în urma interacției cu câmpuri electromagnetice și determinarea gradului de inducere a apoptozei sau necrozei. Scopul final este realizarea dispozitivului integrat și a unei baze de date histopatologice, și de achiziție spectre.
Al doilea obiectiv specific acestei faze a fost studiul interacțiilor nanoparticulelor de aur cu mediile celulare normale si tumorale. Prin studiul interacției luminii cu nanoparticule de aur coloidal, care pot amplifica randamentul de emisie a surselor elementare de lumină, dar și prin studiul fenomenelor de interfață care își au originea in interacția unor specii moleculare cu suprafețele nanoparticulelor s-a urmărit utilizarea nanoparticulelor de aur pentru optimizarea biodetecției si monitorizarea optică a celulelor tumorale, dar și dezvoltarea unor noi tehnici microscopice în câmp apropiat (SNOM) și spectroscopice care să permită recunoașterea biomoleculară.
Din studiile efectuate, s-a ajuns la concluzia că, cea mai mare parte a diferenţelor dintre celulele tumorale şi cele normale se asociază direct sau indirect cu modificări la suprafaţa membranei celulare. Dacă hrănirea şi multiplicarea celulelor normale este dependentă de prezenţa oxigenului şi respectiv ancorarea pe o suprafaţă solidă, celulele tumorale cresc şi se multiplică în suspensii lichide şi chiar în medii hidrocarbonice, care sunt toxice pentru celulele normale. Desprinderea şi difuzia celulelor tumorale din ţesut este facilitată de faptul că ele sunt legate prin forţe de coeziune, inferioare ca mărime forţelor care unesc celulele normale. Mobilitatea lor amiboidă este foarte mare, viteza de deplasare a celulelor tumorale fiind de peste o sută de ori mai mare decât viteza de deplasare a celulelor normale. Aşa cum se cunoaşte, glicozilarea celulară superficială este factorul critic al multor procese biologice. Cancerul este de asemenea asociat cu alterări ale glicozilării glicoproteinelor care joacă un rol esenţial în proliferarea cancerului şi în metastază (efectul Warburg).
În această a treia fază a proiectului s-au derulat douăsprezece activități în paralel: proiectarea, modelarea, simularea și optimizarea biosenzorilor și a sistemului microfluidic (activități începute în faza anterioară) si optimizarea tehnologica a celor trei module ale dispozitivului lab-on-a-chip în conformitate cu tehnologiile de microfabricație și s-au experimentat unele tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp – fluorofor – celule tumorale. Ataşarea celulelor tumorale determină variaţia rezistenţei de transfer de sarcină, a impedanţei Warburg, constantei dielectrice complexe, capacităţii stratului dublu electric, dar şi variaţia indicelui de refracţie, a constantei de propagare a plasmonilor superficiali, unghiul de cuplare, lungimea de undă, intensitatea şi fază undei de cuplare cu plasmonii superficiali. Ambii biosenzori se bazează pe detectarea schimbării răspunsurilor spectrale ale nanostructurilor odată cu ataşarea celulelor tumorale sau a markerilor tumorali. Ataşarea duce la variaţia impedanţei, lăţimea vârfului de rezonanţă plasmonică, dar şi la deplasarea rezonanţei.
Dispozitivele realizate au fost caracterizate prin spectroscopie de impedanţă electrochimică și prin rezonanţă plasmonică de suprafaţă localizată, detecţie moleculară amplificată plasmonic. De asemenea, au fost realizate studii experimentale privind integrarea celor trei module pe platforma microfluidică.
Rezultatele etapei:
- Reţete de sinteză si funcţionalizare nanoparticule prin metode chimice şi fizice
- Senzor electrochimic IDNA;
- Platformă microfluidică;
- Raport experimentări;
- Raport de simulări;
- Note tehnice privind tehnologiile de microfabricare a celor doi senzori, ale sistemului microfluidic.
- 2 articole publicate in reviste indexate ISI
- 4 lucrari la conferinte, din care 2 indexate ISI
**********************************************
Rezultate obtinute in cadrul Etapei a II-a (Decembrie 2015)
Rezultatele principale ale proiectului sunt:
- Dezvoltarea unor metode performante pentru monitorizarea activitatii celulare
- Proiectare, modelare, simulare, fabricare si experimentare preliminara a modulelor dispozitivului lab-on-a-chip
- Optimizare proiect si tehnologie de fabricatie, realizarea dispozitivului lab-on-a-chip integrat. Elaborarea metodologiei de transfer tehnologic
- Demonstrarea utilitatii si functionalitatii dispozitivului. Transfer tehnologic
Rezultatele proiectului, pe pachete de activitati:
- WP1. Dezvoltarea unor metode performante pentru monitorizarea activitatii celulare.
Livrabile: (luna a 4-a)
- Metode spectrofotometrice pentru analiza caracteristicilor celulelor melanom.
- Metode impedimetrice pentru analiza caracteristicilor celulelor melanom.
- Metode voltametrice pentru analiza caracteristicilor celulelor melanom.
- Studii şi analize.
- Reţete de sinteză si funcţionalizare nanoparticule prin metode chimice şi fizice.
- Studiul metodelor pentru monitorizarea activităţii celulare
- WP2. Proiectare, modelare, simulare, fabricare si experimentare preliminara a modulelor dispozitivului lab-on-a-chip
Livrabile: (luna a 13-a)
- Baza de date experimentale privind impedantele Warburg, rezistentele de transfer de sarcina si capacitatea de dublu strat a celulelor melanom in diverse stadii de evolutie si corelarea acestora cu biomarkerii detectati.
- Baza de date experimentale privind rezonantele plasmonice, constantele dielectrice si indicelui de refractie a celulelor melanom in diverse stadii de evolutie si corelarea acestora cu biomarkerii detectati
- Model biosenzor electrochimic cu nanoelectrozi interdigitati.
- Model biosenzor nanoplasmonic.
- Model platforma microfluidica in diferite configuratii.
- Proiect senzor electrochimic IDNA.
- Proiect senzor plasmonic.
- Proiect platformă microfluidică.
- Raport experimentări.
- Articole publicate.
- WP3. Optimizare proiect si tehnologie de fabricatie, realizarea dispozitivului lab-on-a-chip integrat. Elaborarea metodologiei de transfer tehnologic.
Livrabile: (luna a 18-a)
- Raport de simulări; Raport experimentări.
- Model dispozitiv lab-on-a-chip.
- Proiect dispozitiv lab-on-a-chip.
- Brevet layout.
- Note tehnice privind tehnologiile de microfabricare a celor doi senzori, ale sistemului microfluidic şi a tehnicii de asamblare şi integrare a modulelor; transfer tehnologic.
- Articole publicate.
- WP4. Demonstrarea utilitatii si functionalitatii dispozitivului integrat. Transfer tehnologic.
Livrabile: (luna a 24-a)
- Raport final
- raport experimentări
- Cerere brevet;
- Articole publicate;
- Transfer tehnologic.
[inapoi la pagina principala]
|
