22 marzec 2018

O projekcie

Innowacyjny biokompatybilny czujnik
do bezinwazyjnego oznaczania poziomu glukozy

Na całym świecie cukrzyca stanowi znaczący problem, a zapadalność na tą chorobę rośnie coraz bardziej zarówno ze względu na predyspozycje genetyczne, jak i czynniki środowiskowe. Celem niniejszego projektu jest skonstruowanie innowacyjnego i w pełni biokompatybilnego prototypu elementu czynnego sensora elektrochemicznego do bezinwazyjnego pomiaru stężenia glukozy w płynach ustrojowych innych niż krew, takich jak pot i płyn podtkankowy, który będzie nadzieją dla osób zmagających się z niedogodnościami choroby wymagającej regularnych i wciąż inwazyjnych kontroli poziomu cukru.

Kluczowym elementem prototypu jest strukturyzowane podłoże tytanowe pokryte złotem i modyfikowane enzymem oddziałującym selektywnie z cząsteczkami glukozy. Będzie ono wytwarzane na drodze anodyzacji warstwy tytanowej, a następnie chemicznego wytrawiania powstałych w jej wyniku warstw wysoce uporządkowanych nanorurek TiO2. W efekcie powstanie folia z wgłębieniami doskonale odwzorowującymi spodnią warstwę rurek. W kolejnym kroku na otrzymane podłoże osadzane będą cienkie warstwy złota, w celu uzyskania materiału wykazującego aktywność elektrochemiczną w kierunku utleniania glukozy, czyli będzie on mógł być wykorzystany do detekcji tego cukru. Tak przygotowany materiał zostanie poddany obróbce termicznej (w piecu/impulsowym laserem UV), a następnie funkcjonalizacji enzymem, w wyniku czego osiągnięty zostanie niski próg detekcji, wysoka czułość i selektywność względem glukozy. Prototyp zostanie przebadany w warunkach laboratoryjnych oraz rzeczywistych przy użyciu metod fizyki ciała stałego oraz elektrochemicznych. Ze względu na zastosowane biokompatybilne materiały, wykorzystanie nisko-kosztowych procesów łatwo skalowalnych z poziomu laboratoryjnego do produkcji przemysłowej, jak również wytworzenie elementu czynnego sensora na bazie elastycznej strukturyzowanej warstwy tytanowej modyfikowanej złotem i enzymem, proponowane podejście stanowi rozwiązanie unikalne w skali krajowej, jak i światowej.

Projekt realizowany w Zakładzie Fotofizyki oraz Zakładzie Fizycznych Aspektów Ekoenergii, Ośrodek Techniki Plazmowej i Laserowej, Instytut Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego Polskiej Akademii Nauk.

 

Top