|
Etapa a II-a (Decembrie 2015)
Obiectivul etapei:
Proiectarea, modelarea, simularea, realizarea si optimizarea modulelor dispozitivului lab-on-a-chip.
Activitățile etapei:
2.1 Biocompatibilizarea nanoparticulelor sintetizate utilizând metode chimice şi fizice de funcţionalizare (II)
2.2 Determinarea proprietăţilor fizico – chimice ale nanoparticulelor in interacţie cu anticorpii antitumorali şi celulele tumorale (II)
2.3 Proiectarea biosenzorilor electrochimici cu nanoelectrozi interdigitaţi
2.4 Modelarea, simularea si optimizarea biosenzorilor electrochimici cu nanoelectrozi interdigitaţi
2.5 Proiectarea sistemului microfluidic
2.6 Modelarea, simularea si optimizarea sistemului microfluidic (I)
2.7 Experimentarea unor tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp conjugat cu fluorofor
2.8 Experimentarea unor tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp conjugat cu fluorofor - celule tumorale
2.9 Proiectarea biosenzorilor nanoplasmonici
2.10 Modelarea, simularea si optimizarea biosenzorilor nanoplasmonici (I)
2.11 Modelarea, simularea si optimizarea sistemului microfluidic (II)
2.12 Optimizarea, fabricarea şi caracterizarea preliminară a biosenzorului electrochimic cu nanoelectrozi interdigitati (I)
2.13 Optimizarea, fabricarea şi caracterizarea preliminara a sistemului microfluidic (I)
Rezumatul etapei
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).
Tehnicile propuse în acest proiect pentru monitorizarea interacţiunilor biologice la nivelul celulelor tumorale implică utilizarea unor metode neinvazive 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). 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 o dată cu ataşarea celulelor tumorale sau a markerilor tumorali. Ataşarea duce la variaţia impedanţei, lăţimea vârfului de rezonanţă plasmonică, dar şi la deplasarea rezonanţei.
În această a doua fază a proiectului s-au derulat treisprezece activități în paralel: biocompatibilizarea nanoparticulelor sintetizate utilizând metode chimice şi fizice de funcţionalizare (activitate începută în faza anterioară); determinarea proprietăţilor fizico –chimice ale nanoparticulelor in interacţie cu anticorpii antitumorali şi celulele tumorale; proiectarea biosenzorilor electrochimici cu electrozi interdigitaţi; modelarea, biosenzorilor electrochimici; proiectarea sistemului microfluidic; modelarea, simularea şi optimizarea sistemului microfluidic; experimentarea unor tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp conjugat cu fluorofor; experimentarea unor tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp conjugat cu fluorofor – celule tumorale; proiectarea biosenzorilor nanoplasmonici; modelarea, biosenzorilor nanoplasmonici; modelarea, simularea şi optimizarea sistemului microfluidic; optimizarea, fabricarea şi caracterizarea preliminară a biosenzorului electrochimic cu nanoelectrozi interdigitaţi și optimizarea, fabricarea şi caracterizarea preliminară a sistemului microfluidic. Ultimele trei activități vor fi finalizate în faza a treia a proiectului.
În această a doua etapă s-au realizat proiectele celor trei module ale dispozitivului lab-on-a-chip, au fost modelate structurile celor trei module în conformitate cu tehnologiile de microfabricație și s-au experimentat unele tehnici de conjugare nanoparticule – anticorp – fluorofor – celule tumorale. De asemenea, a fost studiată biofuncționalizarea nanoparticulelor.
Rezultatele etapei:
- Reţete de sinteză si funcţionalizare nanoparticule prin metode chimice şi fizice
- Metode pentru monitorizarea activităţii celulare.
- Proiect senzor electrochimic IDNA;
- Proiect platformă microfluidică;
- Raport experimentări;
- Raport de simulări;
- Note tehnice privind tehnologiile de microfabricare a celor doi senzori, ale sistemului microfluidic.
Pentru detalii legate de rezultatele obtinute va rugam sa contactati Directorul de proiect.
[inapoi la pagina principala]
|
