Кипрский центр исследований и инноваций (CyRIC) достиг важной вехи в развитии своей диагностической платформы с успешной поставкой первого интегрированного прототипа проекта MultiLab. Эта инициатива реализуется в рамках программы ЕС Horizon Europe и представляет собой шаг вперёд в области недорогой диагностики и мониторинга окружающей среды.
Диагностическая платформа: инновационный оптический лабораторный чип
Новосозданная платформа включает модульную, мультимодальную оптическую лабораторию на чипе, предназначенную для широкого спектра диагностических применений. Прототип объединяет оптику, микрофлюидику и обработку данных в компактном функциональном блоке, знаменуя переход от изучения отдельных компонентов к полностью интегрированной системе.
Передовые технологии фотонного датчика
CyRIC отметили, что этот прототип уникален благодаря интеграции трёх передовых фотонных технологий датчиков, работающих в рамках общей оптической системы считывания. Эти технологии включают:
- Электрохемилюминесценция (ECL): Этот метод обнаруживает биохимические мишени путём измерения видимого света, испускаемого со временем.
- Плазмонно-усиленный массивный волноводный решётчатый спектрометр (PA-AWG): Используя нанофотонную интерферометрию на длине волны 1550 нм, эта технология выявляет молекулярные и микробные взаимодействия.
- Фототермическая спектроскопия (PTS-MZI): Этот компонент идентифицирует экологические питательные вещества, такие как нитраты и фосфаты, измеряя поглощение в среднем инфракрасном диапазоне.
Гибридная оптическая архитектура считывания
Первая версия интегрированного прибора оснащена гибридной архитектурой оптического считывания, объединяющей видимое (VIS), ближнее инфракрасное (SWIR) и среднее инфракрасное (MIR) изображение в одном модульном блоке. Этот инновационный дизайн дополнен специально разработанной микрофлюидикой из материалов PDMS/COC, обеспечивающей стабильную и герметичную работу через новую механическую зажимную систему MultiMEC.
Точное управление жидкостями и пользовательский интерфейс
Управление жидкостями является критически важным аспектом платформы MultiLab. Оно осуществляется посредством подсистемы подачи образца на базе шприца, которая позволяет высокоточно управлять жидкостями в объёме от 0,5 до 2,5 мл и с расходом от 100 до 4300 мкл/мин. Система также включает удобный графический пользовательский интерфейс (GUI), улучшающий опыт эксплуатации.
Сбор данных в реальном времени
Для расширения возможностей платформы встроенный модуль System-on-Module обеспечивает сбор и синхронизацию данных от различных компонентов, включая камеры, источники света и электрохимические триггеры. Эта функция открывает путь к будущей облачной аналитике данных, позволяющей проводить более сложную диагностику и мониторинг.
Применение для мониторинга окружающей среды и здравоохранения
Прототип будет демонстрироваться в двух ключевых областях применения. Первая — экологическое исследование, направленное на раннее предупреждение о вредных цветениях водорослей (HAB), что важно для контроля качества воды. Вторая область — здравоохранение, где платформа нацелена на быструю диагностику лихорадки без очевидного источника, что необходимо для дифференциации бактериальных и вирусных инфекций.
Следующие шаги для проекта MultiLab
После достижения этого этапа интеграции проект MultiLab переходит к фазе валидации и оптимизации. CyRIC стремится усовершенствовать оптические характеристики платформы и установить прямую передачу данных с платформой MultiLab Cloud. Этот этап важен для обеспечения надёжности и эффективности системы при реальном применении.
Сотрудничество и финансирование
Проект MultiLab, начавшийся 1 января 2024 года, рассчитан на четыре года. Он финансируется Европейским Союзом и выполняется в сотрудничестве с партнёрами из различных стран Европы, включая организации из Кипра, Греции, Германии, Бельгии, Испании, Франции, Австрии, Ирландии и Швейцарии, которые вносят свой опыт в развитие инновационной диагностической платформы.
По мере развития проекта заинтересованные стороны сохраняют оптимизм относительно потенциала диагностической платформы MultiLab революционизировать как мониторинг окружающей среды, так и диагностику в здравоохранении.
