3.2 Мікрорідинна система електрохемілюмінесцентного визначення та капілярноелектрофоретичної сепарації молекул в біорідинах

ГАЛУЗЬ (СФЕРА), ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ РОЗРОБКА: Нові технології профілактики та лікування найпоширеніших захворювань, біомедицина. Розробка призначена для визначення органічних речовин в: нейрохімії: серотонін, допамін, адреналін; ензим/імуноаналізі: гістамін, інсулін, глюкоза; клінічній діагностиці: сечова кислота, амінокислоти; дослідженні навколишнього середовища: нітроароматика, органофосфати, ароматичні вуглеводні.

МЕТА (ПРОБЛЕМА) РОЗРОБКИ: Розробити мікрорідинну аналітичну систему електрохемілюмінесцентного (ЕХЛ) визначення і капілярноелектрофоретичної (КЕФ) сепарації молекул в біорідинах (кров, плазма крові, сеча).

 

Ескіз мікрорідинної платформи. Резервуари: 1 – буферного розчину, 2 – зразка, 3 – зливу відходів зразка, 4 – зливу; 5 — сепараційний U-подібний мікроканал

 

Фото мікрорідинної платформи

 

 

Подвійний T-подібний інжектор (збільшене фото)

 

Рис 1 – Схематичне зображення і фото мікрорідинної платформи

 

СТИСЛИЙ ОПИС РОЗРОБКИ: Суттю пропозиції є технологія мікровиготовлення використана для розробки новітньої мікрорідинної аналітичної системи електрохемілюмінесцентного (ЕХЛ) визначення і капілярноелектрофоретичної (КЕФ) сепарації молекул в біорідинах (кров, плазма крові, сеча). Ця система може мати прикладне застосування в біомедицині, зокрема, в діагностиці. Мікрорідинна платформа з мікронно-розмірними каналами (U-подібним сепараційним мікроканалом і подвійним Т-подібним інжектором нанопроб) виготовлена з використанням технології глибинного травлення фотосіталу (див. рис. 1). За допомогою технології Лангмюр-Блоджетт (ЛБ) ЕХЛ-реагент був іммобілізований на поверхні електроду мікрорідинного чіпу.

Амінокислоти були обрані в якості тестових компонентів для ЕХЛ-КЕФ системи.

ІННОВАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОЗРОБКИ: Новостворена та корисна технологія, в якій: використовуються комбінація методів ЕХЛ та КЕФ, що забезпечує виграш у селективності і чутливості методики дослідження; полегшення ЕХЛ дефектування шляхом іммобілізації ЕХЛ-реагенту на поверхні електроду; використання КЕФ в якості електрокінетичного насосу як альтернативи механічному насосу.

ПЕРЕВАГИ РОЗРОБКИ:

-          низька межа виявлення. 10-12 моль/л (М) для ЕХЛ методу в порівнянні з 10-7M — для електрохімічного, і 10-9M — для флуоресцентного методів.

-          висока селективність. Високоефективна біохімічна сепарація КЕФ дає можливість підвищити ЕХЛ визначення в порівнянні з використанням ЕХЛ методу окремо. Інші методи сепарації, такі як високоефективна рідинна хроматографія (ВЕРХ), також мають високу здатність розділення, але складність до адаптації в мікроформаті із-за мікролітрового об’єму інжекції в порівнянні з нанолітровим для КЕФ.

-     економія реагентів. Надмалі величини ЕХЛ-реагенту завдяки його перманентній іммобілізації на електроді в порівнянні з досить великою кількістю ЕХЛ-реагенту у випадку використання в розчині.

-     економія буферного розчину чи об’єм каналу. 2 мкл в порівнянні з 2 мл для подібних систем в макромасштабі.

-     спрощення структури сенсору. Використовуючи КЕФ-насос і іммобілізуючи ЕХЛ-реагент на електроді, немає необхідності в додатковому інструментарії для доставки зразку та реагенту, на відміну від випадку використання механічного насосу та ЕХЛ-реагенту в розчині.

-     робоча площа. Приблизно 1 cm2, в порівнянні з 50 cm2 для подібних систем в макромасштабі.

-     мінімізація об’єму детектування. Нанолітровий об’єм зразку (0.25 нл) для КЕФ в порівнянні з мікролітровим для ВЕРХ.

АНАЛІЗ РИНКУ: Розробка знаходиться на рівні існуючих аналогів. Розроблена система може конкурувати з відомими вітчизняними системами.

ОЦІНКА ТРАНСФЕРУ РОЗРОБКИ: Запропоновані шляхи трансферу розробки: обмін досвідом та інформацією про науково-технологічні досягнення, проведення консультацій з питань застосування технологій, постачання технологій у межах договорів про їх трансфер з урахуванням ринкової потреби.

СТАДІЯ РОЗРОБКИ: Стадія розвитку — мікрорідинна платформа перевірена лабораторними тестами.

ФІНАНСОВІ ВИТРАТИ НА РОЗРОБКУ: <$5000 на створення промислового зразка, включаючи витрати на оплату праці.

ІНФОРМАЦІЯ ПРО АВТОРА АБО АВТОРСЬКИЙ КОЛЕКТИВ: Рожицький Микола Миколайович, д.ф.-м.н., проф.; Музика Катерина Миколаївна, к.т.н., с.н.с.

зберегти цю сторінку в PDF