Tego rodzaju technologia nie jest już jedynie fikcją. Europejscy naukowcy opracowali bowiem przełomowy system diagnostyczny, bazujący na kartach mikroprocesorowych i plastrach naskórnych oraz na przenośnym czytniku. Wyniki badań mogą być przesyłane bezpośrednio do zdalnego komputera, tabletu, czy też smartfonu, za pośrednictwem łącza bezprzewodowego. To niewielkie laboratorium pozwala obecnie wykrywać obecność kokainy w organizmie, monitorować leczenie nowotworu okrężnicy, wykrywać bakterie w żywności, a także analizować skażenie środowiska. Łatwo wyobrazić sobie wiele innych, użytecznych zastosowań. Przedsiębiorstwa w Hiszpanii, Irlandii oraz Danii już wkrótce rozpoczną komercjalizację tego innowacyjnego systemu diagnostycznego.
"13 partnerów z 8 krajów uczestniczyło przez 4 lata w projekcie
LABONFOIL. Podczas prac wykorzystano umiejętności z zakresu
mikrotechnologii, biologii molekularnej, materiałoznawstwa oraz
elektroniki, w celu opracowania nowatorskiej technologii umożliwiającej
szybką i niedrogą diagnostykę. Powyższe prace były możliwe dzięki
wsparciu finansowemu w kwocie 5,3 milionów euro, zapewnionemu przez Unię
Europejską", tłumaczy Dr Ruano-López, koordynator projektu i pracownik
baskijskiego centrum badawczego IK4-IKERLAN.
Zespół projektowy skupił się przede wszystkim na trzech kartach
mikroprocesorowych oraz na plastrach naskórnych. Każde z tych rozwiązań
bazuje na bardzo zaawansowanych rozwiązaniach elektronicznych oraz
zawiera różnorakie związki chemiczne, które reagują w kontakcie z
określonymi substancjami. Do analizy danych rejestrowanych przez karty
mikroprocesorowe oraz plastry naskórne wykorzystuje się przenośny
czytnik.
Wykrywanie spożycia kokainy
Plaster naskórny, służący do wykrywania kokainy w organizmie,
pozwala szybko stwierdzać obecność tego narkotyku w ludzkim pocie.
Próbkowanie odbywa się bezpośrednio na powierzchni skóry. Powyższy
plaster rejestruje dane, które mogą być analizowane w czasie
rzeczywistym, przy użyciu przenośnego czytnika, lub też magazynowane, w
celu dokonania późniejszej analizy, obejmującej okres od 24 godzin do 10
dni. Rozwiązanie to mogłoby zostać zastosowane na przykład do badania
kierowców, gdyż szacuje się, że narkotyki są przyczyną około 25%
śmiertelnych wypadków drogowych w Europie, USA oraz Australii.
Monitorowanie leczenia nowotworu okrężnicy
Opracowano ponadto kartę mikroprocesorową, która pozwala monitorować
rozwój nowotworu okrężnicy. Element diagnostyczny umieszczany jest w
czytniku wraz z zaledwie kilkoma kroplami krwi pacjenta. Czujnik jest w
stanie wykryć obecność konkretnego białka, którego stężenie wzrasta w
przypadku nawrotu choroby. Powyższa technika jest nieinwazyjna i pozwala
precyzyjnie monitorować stan zdrowia pacjenta przy jednoczesnym
obniżeniu kosztów.
Wykrywanie obecności bakterii w pożywieniu
Kolejna z kart mikroprocesorowych, opracowanych przez zespół
badawczy, pozwala wykrywać patogeny (zakaźne czynniki chorobotwórcze,
takie jak bakterie i wirusy) w pożywieniu. Podczas prac projektowych
skupiono się przede wszystkim na bakteriach Campylobacter oraz
Salmonella, które są najczęstszą przyczyną infekcji bakteryjnych w
Europie. Rozwiązanie umożliwiające wykrywanie obecności tych bakterii
może znaleźć zastosowanie w placówkach przetwarzania żywności, w celu
zapewnienia bezpieczeństwa i ochrony konsumentów.
Analizowanie jakości wody
Karta mikroprocesorowa, służąca do badania skażenia wody, pozwala
rejestrować stężenie fitoplanktonu w próbkach wody morskiej. Nadmierne
stężenie tych mikroskopijnych alg może sygnalizować obecność toksyn lub
zanieczyszczeń szkodliwych dla ludzi.
Wyniki dostępne na wyciągnięcie ręki
Przenośny czytnik może łączyć się z komputerami, tabletami oraz
smartfonami, za pośrednictwem sieci bezprzewodowej. Dzięki temu dane
pozyskane za pośrednictwem niewielkiego laboratorium zlokalizowanego na
fermie drobiu mogą być natychmiast analizowane przez weterynarza
pracującego w odległej części globu. Tego rodzaju system diagnostyczny
pozwala szybko reagować na zagrożenia zdrowotne lub środowiskowe,
nierzadko ratując ludzkie życie.
O krok od komercjalizacji
Do produkcji kart mikroprocesorowych oraz plastra naskórnego
naukowcy wykorzystali folie zamiast tradycyjnych płytek, co pozwoliło
znacznie obniżyć koszty. Podczas zakrojonych na szeroką skalę testów
walidacyjnych, obejmujących ponad 600 próbek, urządzenia okazały się
trwałe i wydajne; w chwili obecnej są gotowe do wypuszczenia na rynek.
"Dzięki pracy zespołowej, zaangażowaniu oraz rygorystycznemu podejściu,
stworzyliśmy system diagnostyczny, który posiada znaczny potencjał
społeczno-gospodarczy. Cztery rozwiązania, które opracowaliśmy,
charakteryzują się dużą wartością dodaną i mogą być dostosowywane do
różnorakich scenariuszy w szybszy i tańszy sposób, niż miało to miejsce
do tej pory", twierdzi Dr Ruano-López.
Hiszpańska firma POC MicroSOLUTIONS, utworzona przez centrum
badawcze IK4-IKERLAN w wyniku prac projektowych, dopracowuje obecnie
jeden z prototypów, z myślą o potencjalnej komercjalizacji w 2015 roku.
Natomiast irlandzkie przedsiębiorstwo Biosensia rozbudowuje aktualnie
funkcjonalność plastra naskórnego LABONFOIL, w celu stworzenia jego
wersji przemysłowej. Tymczasem duńska firma DTU Nanotech otwiera nową
gałąź biznesu w dziedzinie technologii szybkiego wykrywania patogenów w
żywności.
Projekt LABONFOIL uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego
Programu Ramowego UE (7PR). Od czasu zakończenia projektu w zeszłym roku
uczestniczący w nim partnerzy nadal współpracują ze sobą w zakresie
potencjalnych zastosowań.
Projekt LABONFOIL uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR).
Hiperłącza do projektu w serwisie CORDIS:
–
7PR w serwisie CORDIS-
informacje na temat projektu LABONFOIL w serwisie CORDIS
Hiperłącze do strony internetowej projektu:
-
strona internetowa projektu
"Laboratoria naskórne oraz karty czipowe bazujące na elastycznych
mikroukładach, kompatybilne ze smartfonami" - 'Laboratory skin patches
and smartcards based on foils and compatible with a smart-phone'
Inne hiperłącza:
–
strona internetowa Komisji Europejskiej poświęcona agendzie cyfrowej
poleca:
