The object of research, development or design (in Russian) : биомаркер рака, оптическое волокно

The object of research, development or design (in Kazakh) : қатерлі ісік биомаркері, оптикалық талшық

Aim of work (in Russian) : Целью этого проекта было создание биосенсора, способного определять концентрацию биомаркера рака на очень низком уровне и встраивание биосенсора в упаковку для обеспечения его целостности и производительности.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жобаның мақсаты қатерлі ісік биомаркерінің концентрациясын өте төмен деңгейде анықтауға қабілетті биосенсорды құру және оның тұтастығы мен өнімділігін қамтамасыз ету үшін оны қаптамаға енгізу болды.

Методы исследования (на русском) : сращивание оптического волокна, оптическая рефлектометрия обратного рассеяния, интеррогация сенсора, силанизация, синтез наночастиц, сканирующая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, оптическая флуоресцентная микроскопия, микрофлюидный чип, измерение белков in situ. Основные объекты исследования: белковые биомаркеры, оптоволоконный биосенсор, микрофлюидный чип.

Методы исследования (на казахском) : оптикалық талшықты біріктіру, оптикалық кері шашырау рефлектометриясы, сенсорды интеррогациялау, силанизация, нанобөлшек синтезі, сканерлеуші электронды микроскопия, атомдық күштік микроскопия, оптикалық флуоресценциялық микроскопия, флюоресцентті микроскопия, ақуызды in situ өлшеу. Негізгі зерттеу объектілері: ақуыз биомаркерлері, оптикалық талшық биосенсоры, микрофлюидтік чип.

Obtained results and novelty (in Russian) : В 2022-2024 годах в рамках проекта были разработаны и оценена работа биосенсоров на основе оптоволоконных шаровых резонаторов, а также платформ для их упаковки для обнаружения биомаркеров рака (белок CD44) при низкой концентрации и в динамических условиях. В текущей работе использовались преимущества волоконно-оптических датчиков, а также они были протестированы в динамической установке с канюлей/катетером. Также был разработан и протестирован микрофлюидный чип для оценки производительности датчика. Были всесторонне обсуждены различные аспекты интеграции оптоволоконных биосенсоров в упаковочные платформы. Были рассмотрены последние разработки в области безметочных оптоволоконных биосенсоров как с технологической, так и с прикладной точки зрения, включая современные технологии, которые используются для создания безметочных оптических волоконных датчиков, а также текущее использование этих технологий.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 2022-2024 жыл аралығында ғылыми жоба аясында қатерлі ісік биомаркерлерін (CD44 ақуызы) динамикалық жағдайда және төмен концентрацияда анықтау үшін оптикалық талшықты шарлы резонаторлық сенсорлар мен оларды кіріктіруге арналған платформалар әзірленді және бағаланды. Бұл жұмыс талшықты-оптикалық сенсорлардың артықшылығын пайдаланды және оларды динамикалық жағдайда канюля/катетер қондырғысында сынады. Сондай-ақ сенсордың жұмысын бағалау үшін микрофлюидтік чип әзірленді және сыналады. Талшықты оптикалық биосенсорларды нақты клиникалық қолдануға жақындату үшін оларды белгілі бір платформаларға кірістірудің әртүрлі аспектілері жан-жақты талқыланды. Флюоресцентті немесе басқа да таңбаларды қажет етпейтін талшықты биосенсорлардағы соңғы әзірлемелер технологиялық және қолданбалы тұрғыдан қарастырылды, соның ішінде таңбасыз оптикалық талшыққа негізделген сенсорларды жасау үшін қолданылатын қазіргі технологиялар және осы технологиялардың ағымдағы қолданылуы талқыланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : в рамках проекта было проведено проектирование, создание и оценка следующих конструкций: одномодовых оптоволоконных шариковых резонаторов, микрофлюидного чипа и динамических платформ, имитирующих поток крови. Датчики экономичны и просты в производстве, поскольку способны обнаруживать конкретный биомаркер рака. В то время как упаковочные платформы были созданы для того, чтобы приблизить оптоволоконные биосенсоры к реальному клиническому использованию. Потому что оптоволоконные биосенсоры часто необходимо должным образом встраивать в портативные чипы или медицинские устройства, чтобы их можно было использовать в клинических условиях. Упаковочные платформы, разработанные в этом проекте, могут служить как для предотвращения поломки датчика, так и для применения in situ, динамического/непрерывного измерения аналитов. Такие упаковочные решения повышают чувствительность и точность, позволяя точно контролировать и модифицировать жидкость на микроуровне. Микрофлюидные устройства могут произвести революцию в области биосенсоров за счет снижения затрат и автоматизации эуспериментов, тем самым трансформируя эту область.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : жобада келесі конструкцияларды жобалау, салу және бағалау жүргізілді: бір режимді оптикалық талшықты шар резонаторлық сенсорлар, микрофлюидтік чип және қанның ағымын имитациялайтын динамикалық платформалар. Мұндай қатерлі ісік биомаркерін анықтау мүмкіндігі бар датчиктер үнемді және өндіруде қарапайым болып табылды. Қаптама платформалары болса оптикалық талшықты биосенсорларды нақты клиникалық пайдалануға жақындату үшін құрастырылды. Өйткені жиі жағдайда оптикалық талшықты биосенсорлар клиникалық жағдайларда пайдаланылуы үшін оларды портативті чиптерге немесе медициналық құрылғыларға дұрыс кірістірілу керек. Осы жобада әзірленген кірістіру платформалары сенсордың сынуын болдырмау үшін немесе in situ қолдану, талданатын заттарды динамикалық/үздіксіз өлшеу үшін қызмет ете алады. Мұндай қаптама құралдары микромасштабта сұйықтықты дәл бақылауға және өзгертуге мүмкіндік беру арқылы сезімталдық пен дәлдікті арттырады. Микрофлюидтік құрылғылар шығындарды азайту және сынақтарды автоматтандыру арқылы биосенсорларларды одан әрі дамытуға мүмкіндік береді. Қолдану аясы; медицина және қоғамдық денсаулық сақтау.

Level of implementation (in Russian) : Степень внедрения: не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Іске асыру дәрежесі: іске асырылмаған

Efficiency (in Russian) : Самые главне показатели эффективности сенсора – быстрый процесс изготовления, дешевое сырье, прочность изготовленного сенсора. Процесс изготовления сенсоров, используемый в этом проекте очень быстрый. После полной оптимизации параметров этим методом можно получить ~15 сенсоров/час. Само сырье из которого получают сенсор – это оптоволокно, часто используемое в телекоммуникации, и оно стоит недорого (0.08$/метр).

Efficiency (in Kazakh) : Сенсорлардың тиімділігінің маңызды көрсеткіштері - жылдам өндіріс процесі, арзан шикізат және өндірілген сенсордың беріктігі. Бұл жобада қолданылатын сенсорды жасау процесі өте жылдам. арқылы Параметрлерді толық оңтайландырудан кейін бұл әдіс көмегімен сағатына ~15 сенсор алуға болады. Сенсор жасалған шикізат телекоммуникацияда жиі қолданылатын оптикалық талшық болып табылады және ол арзан ($ 0,08 / метр).

Field of application (in Russian) : медицина и общественное здравоохранение.

Field of application (in Kazakh) : Медицина және денсаулық сақтау