Tańszy, dający mniej fałszywych wyników i w przyszłości do samodzielnego wydrukowania poza laboratorium – taki ma być test do wykrywania bakterii Escherichia coli pod kątem infekcji pęcherza moczowego we wczesnym stadium. Nad rozwiązaniem pracują naukowcy z Politechniki Gdańskiej.
W jaki sposób ograniczyć wyniki fałszywie dodatnie lub fałszywie ujemne w wyposażonych w biosensory elektrochemiczne testach do wykrywania patogenów? Jak zwiększyć funkcjonalność testów? To wyzwania, z jakimi mierzą się właśni badacze z Politechniki Gdańskiej. Problemy te spróbują rozwiązać w trakcie badań nad modyfikacją biosensorów pod kątem bakterii uropatogennych Escherichia coli (E. coli) w kierunku identyfikacji wczesnych dróg zakażenia pęcherza moczowego (a w przyszłości także obecności tej bakterii w akwenach wodnych).
Bakterie E. coli wybraliśmy ponieważ ich właściwa identyfikacja i rozróżnienie szczepów patogennych jest trudne, a nawet w bardzo niewielkich ilościach mogą powodować groźne dla zdrowia infekcje – wyjaśnia dr hab. inż. Jacek Ryl z Politechniki Gdańskiej.
We współpracy z Karlsruhe Institute of Technology gdańscy naukowcy z Zakładu Elektrochemii i Fizykochemii Powierzchni Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej i Katedry Optoelektroniki z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki opracują platformę diagnostyczną (test), której sercem będą elektrody bazujące na materiałach węglowych.
Mają to być materiały, które mogą być wytwarzane przyrostowo. Najpopularniejszą technologią jest druk 3D, który pozwala na szybszą i tańszą produkcję, do tego poza laboratorium i na żądanie. Oznacza to, że w momencie, gdy zachodzi taka potrzeba, nie musimy zaczynać od budowy sensora, a możemy wytworzyć test samodzielnie – mówi kierownik polskiej części badań. – Chcemy odejść od materiałów zwyczajowo uznawanych za katalityczne w sensorach, jak złoto, pallad czy inne metale szlachetne. Wykorzystamy formy węgla, które można tworzyć przyrostowo, a są dużo tańsze. Są to po pierwsze tusze wykorzystywane w drukarkach, z tym, że w skali nano, z materiałami przewodzącymi, a po drugie indukowany laserowo grafen na modyfikowanym podłożu polimerowym lub celulozowym, czyli z papieru – precyzuje.
System ma być nie tylko tańszy, ale też bardziej funkcjonalny i kompaktowy. Cały układ zostanie zminiaturyzowany, co pozwoli na detekcję większej liczby czynników, i wyglądem będzie przypominać paski do glukometru. Zespół z WTiMS zajmie się wytwarzaniem ścieżki drukowania tuszem i modyfikacją podłoża w kierunku patogenów. Grupa badawcza kierowana przez dr hab. inż. Roberta Bogdanowicza z WETI będzie wspierała wytwarzanie podłoży grafenowych oraz zajmie się stroną elektroniczną czujników. Natomiast naukowcy z Niemiec wniosą swoje doświadczenie w obszarze technologii druku atramentowego w skali nano i technik nanolitografii.
Projekt jest realizowany na bazie wcześniej wypracowanych przez badaczy z Politechniki Gdańskiej (w kooperacji z kolegami z Uniwersytetu Gdańskiego) rozwiązań. Uzyskali oni nowy materiał dedykowany do druku, rozwinęli detekcję różnych związków chemicznych na drukowanych materiałach, rozwinęli biosensory, szczególnie E.coli oraz sprzęgli narzędzia pomiarowe z narzędziami uczenia maszynowego.
MK, źródło: PG