Шифр 3.2-Микрофлюид

№ 12411.1008799.13.098

Тема

Разработка технологии и организации производства иммунодиагностических тест-систем на основе микрофлюидных технологий и наноструктурированных материалов

Исполнитель

ФГБУ «НИИ физико-химической медицины» ФМБА России

Москва, Малая Пироговская, д. 1а

http://niifhm.ru/

Стоимость: 40.5 млн. руб.

Сроки исполнения: 18.06.12 — 18.05.14

Аннотация

Актуальность и новизна идеи

Распространённый метод диагностики инфекционных заболеваний и иммунных реакций (включая аллергические заболевания) основывается на обнаружении присутствия характерного антигена (или антитела), реагирующего с входящими в состав тест-системы, соответственно, специфическим антителом или антигеном. Эффективность таких иммунодиагностических методов общепризнанна.

Применяемые сегодня методы серологической иммунодиагностики позволяют с высокой степенью достоверности диагностировать широкий ряд инфекционных и аллергических заболеваний, а также некоторые онкологические заболевания, что позволяет значительно повысить эффективность лечения этих пациентов. Однако эти методы характеризуются высокой стоимостью реактивов, значительным времени анализа и трудозатрат, а также большим потреблением биоматериала (необходимостью отбора до 20 мл венозной крови), что является существенным препятствием для эффективного оказания медицинской помощи.

Современная система здравоохранения требует развития альтернативных мультиплексных параллельных подходов для того, чтобы преодолеть ограничения стандартных методов (в первую очередь - снижения стоимости и времени выполнения исследования). Последние публикации в современных международных журналах по биотехнологии свидетельствуют о том, что требованиям высокой чувствительности и достоверности анализа удовлетворяют микрофлюидные реакционные системы, созданные на основе новейших протеомных и нанотехнологий, которые также позволяют многократно снизить расход, как реактивов, так и биоматериала и сократить время анализа.

Назначение и область применения иммунодиагностических тест-систем на основе микрофлюидных технологий и наноструктурированных материалов для многопараметрического определения присутствия специфических антител и/или антигенов в крови человека

Назначение: диагностика инфекционных, онкологических и аллергических заболеваний.

Применение: акушерство и гинекология, педиатрия, онкология; создание отечественной микрофлюидной диагностической приборной базы.

Краткое описание проекта

Предлагается использование для иммунодиагностики образцов крови микрофлюидных систем с характерными размером каналов до 50 мкм. Уменьшение эффективной области исследования до минимально необходимой для детектирования иммунологических реакций позволит использовать одну микрофлюидную диагностическую тест-систему для анализа несколькими (не менее 4, возможно - до 10) биомаркерами параллельно, а также сократить до 100 раз расход реагентов и биоматериала (до 20 мкл).

Предлагаемые к разработке и производству микрофлюидные реакционные системы представляют собой сеть микроканалов и микроклапанов с характерными размерами до 50 мкм для подачи реагентов иммунохимического анализа к микроканальным реакторам с характерными размерами до 300 мкм. Применение наноструктурированных материалов в микрофлюидных каналах позволяет использовать для анализа не образцы сыворотки крови, а непосредственно кровь пациента, а также повышает чувствительность анализа. Малый характерный размер микроканалов, а также наноструктурирование стенки канала обеспечивает малое характерное время диффузии антител и/или антигенов до специфических центров связывания и, в связи с этим малое время проведения анализа - до 15 мин.

Разрабатываемая технология производства микроканальных иммунодиагностических тест-систем основана на методах микрофабрикации (включая лазерную литографию), позволяющих серийное производство микрофлюидных реакционных систем для иммунодиагностики. Эти методы позволяют создание в оксидных системах микроканальных объектов размером до 0,6 мкм (в случае экспозиции лазерным лучом) и позволят обеспечить требуемое качество микрофлюидных систем как на стадии прототипирования, так и при промышленном производстве.

В разрабатываемых микроканальных иммунодиагностических тест-системах предполагается использовать капиллярные микроклапаны и микронасосы, позволяющие простое и надёжное управление процессом, в том числе - автоматизированное.

Оптическая прозрачность используемых материалов - оксида титана, стекла, полимерных материалов (полидиметилсилоксана, полистирола, полиметилметакрилата) позволит непосредственную регистрацию результатов анализа оптическими методами и обеспечивает простоту конструкции иммунодиагностического анализатора.

Тэги

акушерство; аллергические заболевания; гинекология; диагностика инфекционных заболеваний; иммунодиагностические тест-системы; микрофлюидные технологии; наноструктурированные материалы; онкологические заболевания; онкология; отечественная микрофлюидная диагностическая приборная база; педиатрия; специфические антитела и/или антигены в крови человека