3.2 Микрожидкостная система электрохемилюминесцентного определения и капиллярноэлектрофоретической сепарации молекул в биожидкостях

ОБЛАСТЬ (СФЕРА), К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ РАЗРАБОТКА: Новые технологии профилактики и лечения распространенных заболеваний, биомедицина. Разработка предназначена для определения органических веществ в: нейрохимии: серотонин, допамин, адреналин; энзим/иммуноанализе: гистамин, инсулин, глюкоза; клинической диагностике: мочевая кислота, аминокислоты; исследовании окружающей среды: нитроароматика, органофосфаты, ароматические углеводороды.

ЦЕЛЬ (ПРОБЛЕМА) РАЗРАБОТКИ: Разработать микрожидкостную аналитическую систему электрохемилюминисцентного (ЭХЛ) определения и капиллярно электрофоретической (КЭФ) сепарации молекул в биожидкостях (кровь, плазма крови, моча).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТКИ: Сутью предложения является технология микроизготовления использованная для разработки новой микрожидкостной аналитической системы электрохемилюминесцентного (ЭХЛ) определения и капиллярноэлектрофоретической (КЭФ) сепарации молекул в биожидкостях (кровь, плазма крови, моча). Эта система может иметь прикладное значение для биомедицины, в частности, в диагностике.

Микрожидкостная платформа с микроразмерными каналами (U-образным сепарационным микроканалом и двойным Т-образным инжектором нанопроб) изготовлена с применением технологии глубокого травления фотоситалла. При помощи технологии Лэнгмюра-Блоджетт (ЛБ) ЭХЛ-реагент был иммобилизирован на поверхности электрода микрожидкостного чипа.

Аминокислоты были выбраны в качестве тестовых компонентов для ЭХЛ-КЭФ системы.

ИННОВАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРАБОТКИ: Новая и полезная технология, в которой: используются комбинация методов ЭХЛ и КЭФ, обеспечивающая выигрыш в селективности и чувствительности методики исследования; облегчения ЭХЛ дефектирование иммобилизация ЭХЛ-реагента на поверхности электрода; использования КЭФ в качестве электрокинетического насоса как альтернативы механическому насосу.

 

 

Эскиз микрожидкостной платформы. Резервуары: 1 – буферного раствора, 2 – образца, 3 – слива отходов образца, 4 – слива; и 5 — сепарационный U-образный микроканал

 

 

Фото микрожидкостной платформы

 

Двойной T-образный инжектор (увеличенное фото)

 

Рис 1 — Схематическое изображение и фото микрожидкостной платформы

 

ПРЕИМУЩЕСТВА РАЗРАБОТКИ:

 - низкий предел обнаружения. 10-12 моль/л (М) для ЭХЛ метода по сравнению с
10-7M — для электрохимического, и 10‑9 M — для флуоресцентного метода.

- высокая селективность. Высокоэффективная биохимическая сепарация КЭФ дает возможность повысить селективность ЭХЛ детектирования по сравнению с применением ЭХЛ метода отдельно. Другие методы сепарации, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), также имеют высокую разделяющую способность, но трудны в адаптации в микроформате из-за микролитрового объема инжекции по сравнению с нанолитровым для КЭФ.

- экономия реагентов. Сверхмалые величины ЭХЛ-реагента благодаря его иммобилизации на электроде по сравнению с достаточно большим количеством ЭХЛ-реагента в случае использования в объеме.

- экономя буферного раствора или объем канала. 2 мкл по сравнению с 2 мл для подобных систем в макромасштабе.

- упрощение структуры сенсора. Используя КЭФ-насос и иммобилизируя ЭХЛ-реагент на электроде, нет необходимости в дополнительном инструментарии для доставки образца и реагента, в отличие от случая применения механического насоса и ЭХЛ-реагента в растворе.

- рабочая площадь. Приблизительно 1 cм2, по сравнению с 50 cм2 для подобных систем в макромасштабе.

- минимизация объема детектирования. Нанолитровый объем образца (0.25 нл) для КЭФ по сравнению с микролитровым для ВЭЖХ.

АНАЛИЗ РЫНКА: Разработка находится на уровне существующих аналогов. Разработанная система может конкурировать с известными отечественными системами.

ОЦЕНКА ТРАНСФЕРА РАЗРАБОТКИ: Предложенные пути трансфера разработки: обмен опытом и информацией о научно-технологические достижения, проведение консультаций по вопросам применения технологий, поставки технологий в рамках договоров об их трансфер с учетом рыночной потребности.

СТАДИЯ РАЗРАБОТКИ: Микрожидкостная платформа проверена лабораторными тестами.

ФИНАНСОВЫЕ ЗАТРАТЫ НА РАЗРАБОТКУ <$5000 создание промышленного образца, включая расходы на оплату труда.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ ИЛИ АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ: Рожицкий Николай Николаевич, проф., д.ф.-м.н., Музыка Екатерина Николаевна, к.т.н, с.н.с.

cохранить эту страницу в PDF