Το Κέντρο Έρευνας και Καινοτομίας Κύπρου (CyRIC) έχει φτάσει σε ένα σημαντικό ορόσημο στην ανάπτυξη της διαγνωστικής του πλατφόρμας με την επιτυχή παράδοση του πρώτου ολοκληρωμένου πρωτοτύπου του έργου MultiLab. Αυτή η πρωτοβουλία λειτουργεί στο πλαίσιο του προγράμματος Ορίζοντας Ευρώπη της ΕΕ και αντιπροσωπεύει ένα άλμα προόδου στη χαμηλού κόστους διάγνωση και την περιβαλλοντική παρακολούθηση.
Διαγνωστική πλατφόρμα: Καινοτόμος Σχεδιασμός Οπτικού Εργαστηρίου-σε-Τσιπ
Η νεοαναπτυγμένη πλατφόρμα ενσωματώνει ένα αρθρωτό, πολυ-τροπικό οπτικό εργαστήριο-σε-τσιπ σύστημα, σχεδιασμένο να διευκολύνει ένα ευρύ φάσμα διαγνωστικών εφαρμογών. Το πρωτότυπο συνδυάζει οπτική, μικρορευστομηχανική και νοημοσύνη δεδομένων σε μια συμπαγή, λειτουργική μονάδα, σηματοδοτώντας τη μετάβαση από την έρευνα επιπέδου εξαρτήματος σε ένα πλήρως ολοκληρωμένο σύστημα.
Καινοτόμες Τεχνολογίες Φωτονικής Ανίχνευσης
Το CyRIC τόνισε ότι αυτό το πρωτότυπο είναι μοναδικό λόγω της ενσωμάτωσης τριών προηγμένων τεχνολογιών φωτονικής ανίχνευσης, που λειτουργούν όλες υπό ένα κοινό οπτικό σύστημα ανάγνωσης. Αυτές οι τεχνολογίες περιλαμβάνουν:
- Ηλεκτροχημειοφωταύγεια (ECL): Αυτή η μέθοδος ανιχνεύει βιοχημικούς στόχους μετρώντας το ορατό φως που εκπέμπεται με την πάροδο του χρόνου.
- Πλασμονικά Ενισχυμένο Πλεγμένο Κυματοδηγό (PA-AWG): Χρησιμοποιώντας νανοφωτονική παρεμβολόμετρηση σε μήκος κύματος 1550 nm, αυτή η τεχνολογία ανιχνεύει μοριακές και μικροβιακές αλληλεπιδράσεις.
- Φωτοθερμική Φασματοσκοπία (PTS-MZI): Αυτό το στοιχείο αναγνωρίζει περιβαλλοντικά θρεπτικά, όπως νιτρικά και φωσφορικά, μετρώντας την μέση υπέρυθρη απορρόφηση.
Υβριδική Αρχιτεκτονική Οπτικής Ανάγνωσης
Η πρώτη έκδοση του ολοκληρωμένου οργάνου διαθέτει υβριδική αρχιτεκτονική οπτικής ανάγνωσης που συνδυάζει εικόνες ορατού (VIS), βραχέος μήκους κύματος υπερύθρου (SWIR) και μέσης υπέρυθρης (MIR) σε μία αρθρωτή μονάδα. Ο καινοτόμος αυτός σχεδιασμός συμπληρώνεται από προσαρμοσμένη μικρορευστομηχανική κατασκευή από υλικά PDMS/COC, εξασφαλίζοντας σταθερή και χωρίς διαρροές λειτουργία μέσω του νέου μηχανικού συστήματος σύσφιξης MultiMEC.
Ακριβής Διαχείριση Ρευστών και Διεπαφή Χρήστη
Η διαχείριση ρευστών είναι κρίσιμη πτυχή της πλατφόρμας MultiLab. Διαχειρίζεται από ένα υποσύστημα παροχής δείγματος βασισμένο σε σύριγγα που επιτρέπει υψηλής ακρίβειας χειρισμό ρευστών, με δυνατότητες από 0,5 έως 2,5 mL και ροή 100 έως 4300 µL/λεπτό. Το σύστημα περιλαμβάνει επίσης φιλική προς τον χρήστη Γραφική Διεπαφή Χρήστη (GUI) που βελτιώνει την εμπειρία λειτουργίας.
Απόκτηση Δεδομένων σε Πραγματικό Χρόνο
Ενισχύοντας περαιτέρω τις δυνατότητες της πλατφόρμας, μια ενσωματωμένη Μονάδα-σε-Σύστημα επιτρέπει την απόκτηση και συγχρονισμό σε πραγματικό χρόνο διαφόρων συστατικών, όπως κάμερες, πηγές φωτός και ηλεκτροχημικούς ενεργοποιητές. Αυτή η λειτουργία ανοίγει το δρόμο για μελλοντική ανάλυση δεδομένων στο νέφος, επιτρέποντας πιο εξελιγμένη διάγνωση και παρακολούθηση.
Εφαρμογές για Περιβαλλοντική Παρακολούθηση και Υγειονομική Περίθαλψη
Το πρωτότυπο θα παρουσιαστεί σε δύο βασικούς τομείς εφαρμογής. Ο πρώτος είναι μια περιβαλλοντική μελέτη περίπτωσης που εστιάζει στην πρώιμη προειδοποίηση για τις Επιβλαβείς Άλγες (HAB), κρίσιμης σημασίας για την παρακολούθηση ποιότητας ύδατος. Η δεύτερη εφαρμογή αφορά την υγειονομική περίθαλψη, στοχεύοντας στη γρήγορη διάγνωση Πυρετού Χωρίς Προφανή Πηγή, που είναι απαραίτητη για τη διάκριση μεταξύ βακτηριακών και ιογενών λοιμώξεων.
Επόμενα Βήματα για το Έργο MultiLab
Με την επίτευξη αυτού του ορόσημου ολοκλήρωσης, το έργο MultiLab ετοιμάζεται να εισέλθει στη φάση επικύρωσης και βελτιστοποίησης. Το CyRIC στοχεύει να βελτιώσει την οπτική απόδοση της πλατφόρμας και να εδραιώσει την άμεση επικοινωνία δεδομένων με την πλατφόρμα MultiLab Cloud. Αυτή η επόμενη φάση είναι ζωτικής σημασίας για την εξασφάλιση της αξιοπιστίας και αποτελεσματικότητας του συστήματος σε πραγματικές εφαρμογές.
Συνεργασία και Χρηματοδότηση
Το έργο MultiLab, το οποίο ξεκίνησε την 1η Ιανουαρίου 2024, αναμένεται να έχει διάρκεια τεσσάρων ετών. Χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση και περιλαμβάνει συνεργασία με διάφορους εταίρους σε όλη την Ευρώπη. Αυτοί περιλαμβάνουν οργανισμούς από Κύπρο, Ελλάδα, Γερμανία, Βέλγιο, Ισπανία, Γαλλία, Αυστρία, Ιρλανδία και Ελβετία, που όλοι συνεισφέρουν την εμπειρογνωμοσύνη τους για την προώθηση αυτής της καινοτόμου διαγνωστικής πλατφόρμας.
Καθώς το έργο εξελίσσεται, οι ενδιαφερόμενοι παραμένουν αισιόδοξοι για το δυναμικό της διαγνωστικής πλατφόρμας MultiLab να φέρει επανάσταση τόσο στην περιβαλλοντική παρακολούθηση όσο και στις διαγνωστικές υγειονομικής περίθαλψης.
