Wykaz obszarów badawczych związanych z tagiem Biosensory:
| # | Obszar badawczy | Dziedzina naukowa |
|---|---|---|
| 1 |
Tematyka badawcza dotyczy opracowania warstw receptorowych biosensorów powinowactwa do wykrywania analitów istotnych w analizie środowiskowej i klinicznej. W projektowanych biosensorach jako warstwy receptorowe wykorzystywane są m.in. cząsteczki przeciwciał, kwasów nukleinowych oraz aptamerów, natomiast jako techniki detekcji stosowane są techniki takie jak elektrochemiczne, mikrowaga kwarcowa oraz rezonans powierzchniowy plazmonów. Szczególny nacisk jest położony na zastosowanie tzw. „funkcjonalnych kwasów nukleinowych” jako warstw receptorowych, do których można zaliczyć aptamery oraz DNAzymy, które wykazują właściwości katalityczne i receptorowe. Mogą być one wykorzystane do wykrycia analitów takich jak miRNA, białka, jony metali. Celem działań jest uzyskanie warstw rozpoznających selektywnie wiążących określony analit, a do tego charakteryzujących się parametrami pracy konkurencyjnymi do klasycznych technik detekcji.
|
|
| 2 |
Synteza, badania właściwości oraz zastosowanie nanocząstek w konstrukcji biotestów i biosensorów – w ramach badań będą syntezowane nanocząstki hybrydowe o pożądanych właściwościach magnetycznych, optycznych oraz katalitycznych, które po powierzchniowej modyfikacji wybranymi receptorami (przeciwciałami, oligonuklotydami czy innymi) będą wykorzystywane przy opracowaniu nowoczesnych narzędzi bioanalitycznych do oznaczania istotnych klinicznie biomarkerów chorobowych.
|
|
| 3 |
Badania oddziaływań analitów istotnych klinicznie z konstruowanymi warstwami receptorowymi przy wykorzystaniu technik bezznacznikowych – w ramach badań badane będą nowe receptory umożliwiające w dalszych etapach opracowanie biosensorów i biotestów służących do wykrywania lub oznaczania analitów istotnych klinicznie (głównie biomarkerów chorobowych). W badaniach wykorzystywane będą techniki umożliwiające określenie parametrów kinetycznych i termodynamicznych oddziaływań wykorzystywanych w konstrukcji takich urządzeń (bioreceptor – biomarker), np. SPR.
|
|
| 4 |
Opracowanie innowacyjnych, kompleksowych rozwiązań czujnikowych, w szczególności do zastosowań biosensorycznych. Czujniki wykorzystują unikalne możliwości wynikające z wykorzystania światłowodów i cienkich warstw. Jako zespół rozwinęliśmy zaawansowane możliwości technologiczne i pomiarowe oraz uzyskaliśmy rozpoznawalne w skali światowej doświadczenie w zakresie technologii cienkowarstwowej i światłowodowych technik pomiarowych. Pracujemy w obszarze projektowania (analizy numeryczne), wytwarzania (technologia cienkowarstwowa, processing i funkcjonalizacja powierzchni), pomiarów (analiza powierzchni; pomiary optyczne, elektrochemiczne i biosensoryczne) i zastosowań (współpraca z partnerami przemysłowymi i naukowymi). Uzupełnieniem działalności jest opracowanie i wykonanie optoelektronicznych systemów analizujących odpowiedź wytwarzanych rozwiązań czujnikowych oraz doskonalenie szerokiej gamy systemów osadzania cienkich warstw na potrzeby ich nietypowych zastosowań.
|
|
| 5 |
Wykorzystanie materiałów elektroprzędzonych w konstrukcji nowoczesnych narzędzi bioanalitycznych - elektroprzędzenie jest nowoczesną techniką wytwarzania włóknin polimerowych (zarówno z polimerów naturalnych, jak i syntetycznych) o rozbudowanej powierzchni i dużej porowatości. Technika ta umożliwia również wytwarzanie struktur kompozytowych domieszkowanych nanocząstkami, co poszerza zakres ich zastosowań poprzez nadanie im nowych właściwości. Tego rodzaju włókniny mogą być wykorzystywane w masowych technologiach (procesy katalityczne czy oczyszczanie ścieków) po bardziej wyszukane zastosowania biomedyczne czy bioanalityczne. Ich liczne unikalne cechy pozwalają również na ich wykorzystanie w konstrukcji biosensorów i biotestów jako modyfikatorów przetworników, jak i warstw, w/na których immobilizowane są, najważniejsze z punktu widzenia tych bioanalitycznych urządzeń, receptory.
|
|
| 6 |
Ewolucyjnie ukierunkowane powinowactwo kwasów nukleinowych oraz przeciwciał względem odpowiednich analitów (sekwencje komplementarne, antygeny) sprawia, że znajdują one zastosowanie m.in. jako receptory warstw sensorycznych biosensorów powinowactwa. Rozpoznanie molekularne zachodzące w kilku nanometrowej przestrzeni międzyfazowej (powierzchnia/roztwór) przekłada się na bardzo silną odpowiedź czujników biologicznych i uzyskanie niskich granic detekcji czy bardzo wysokiej czułości prowadzonych analiz. Tematyka badawcza obejmuje m.in. konstrukcję oraz analizę warstw receptorowych biosensorów powinowactwa (kwasy nukleinowe, w tym aptamery oraz przeciwciała) jak również konstrukcję gotowych rozwiązań czujnikowych, również na podłożach wytwarzanych w technologii elektroniki drukowanej. Rozwiązania takie, z uwagi na wysoki stopień miniaturyzacji, możliwość jednoczesnego wykrywaniu nawet do kilkunastu analitów, niski koszt czy dowolność w skalowalności produkcji posiadają wysoki stopień aplikacyjny poprzez integrację w nowoczesne urządzenia mikroprzepływowe a docelowo w narzędzia diagnostyczne (typu POC).
|
|
| 7 |
Zaawansowane systemy mikroprzepływowe i organ-on-chip w biotechnologii i medycynie precyzyjnej – badania koncentrują się na projektowaniu, wytwarzaniu i zastosowaniu innowacyjnych platform mikroprzepływowych oraz systemów typu Organ-on-Chip (OoC), które umożliwiają tworzenie biomimetycznych modeli ludzkich tkanek i narządów. Modele te pozwalają na badanie mechanizmów chorób, interakcji między różnymi typami komórek oraz testowanie nowych terapii w kontrolowanym środowisku laboratoryjnym. W ramach tego obszaru rozwijane są technologie mikrofabrykacji (fotolitografia, mikrofrezowanie, druk 3D, laminowanie cienkowarstwowe), projektowane są mikrośrodowiska wspierające ko-kultury komórek oraz integrowane są systemy monitorowania funkcji komórek w czasie rzeczywistym (np. techniki TEER/EIS, obrazowanie fluorescencyjne, metody molekularne). Opracowywane platformy znajdują zastosowanie w badaniach podstawowych, toksykologii, farmakologii i medycynie precyzyjnej, przyczyniając się do rozwoju nowej generacji modeli in vitro lepiej odwzorowujących fizjologię człowieka.
|
|
| 8 |
Projektowanie i rozwój zintegrowanych systemów point-of-care do diagnostyki biomedycznej – obszar badawczy obejmuje opracowywanie nowoczesnych, zminiaturyzowanych urządzeń diagnostycznych typu point-of-care (POC), integrujących funkcje przygotowania próbki, analizy i odczytu wyniku w jednym systemie. Badania koncentrują się na projektowaniu jednorazowych mikroukładów przepływowych (kaset, kartridży, pasków testowych LFA) oraz budowie autonomicznych czytników umożliwiających prowadzenie badań diagnostycznych bezpośrednio przy pacjencie. Obejmuje to rozwój zintegrowanych systemów zarządzania przepływami (mikropompy, mikrozawory, kanały mikroprzepływowe), elektroniki pomiarowej, oprogramowania sterującego oraz interfejsów użytkownika. Szczególny nacisk kładzie się na integrację biosensorów (np. elektrochemicznych, optycznych) z platformami mikroprzepływowymi i na automatyzację całego procesu diagnostycznego. Rozwijane technologie znajdują zastosowanie w diagnostyce towarzyszącej, onkologii, chorobach układu krążenia oraz wielu innych schorzeniach wymagających szybkiego i precyzyjnego wykrywania biomarkerów. Ponadto opracowywane systemy mogą być adaptowane do wykrywania czynników zakaźnych, w tym wirusów, bakterii i pasożytów, co umożliwi ich wykorzystanie w szybkiej diagnostyce chorób zakaźnych w warunkach klinicznych, terenowych oraz podczas sytuacji kryzysowych. Tego typu platformy mają również potencjał zastosowania w diagnostyce na potrzeby wojska, służb ratowniczych i medycyny pola walki, gdzie liczy się mobilność, szybkość działania, niezależność od infrastruktury laboratoryjnej oraz możliwość pracy w trudnych warunkach środowiskowych.
|