Naukowcy z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego stworzyli nowoczesny biosensor grafenowy, który umożliwia m.in. badanie DNA wirusów i bakterii czy pomiar stężenia glukozy we krwi. Nad zastosowanymi w nim nowymi rozwiązaniami sprzętowymi i oprogramowaniem pracowali również studenci z Wydziału Elektrycznego. Za wkład w rozwój projektu dwukrotnie przyznano im stypendium Prezydenta Miasta Szczecina.
Dla skutecznego leczenia pacjentów duże znaczenie ma szybka, precyzyjna i trafna diagnoza. Dlatego rośnie zapotrzebowanie na urządzenia, które umożliwiają analizę m.in. DNA, przeciwciał, bakterii czy wirusów poza specjalistycznym laboratorium – np. w gabinecie lekarskim czy na izbie przyjęć pogotowia. Rozwiązaniem są zminiaturyzowane urządzenia wykorzystujące czujniki zwane biosensorami, które pozwalają analizować rozmaite czynniki istotne dla diagnostyki medycznej. Najpopularniejszym przykładem ich działania jest glukometr mierzący stężenie glukozy we krwi, ale biosensory są wykorzystywane również do badania wielu innych materiałów biologicznych.
Nowoczesność biosensora stworzonego przez szczecińskich naukowców z ZUT przejawia się przede wszystkim w wykorzystaniu grafenu do konstrukcji elektrod. W porównaniu z innymi materiałami stosowanymi dotychczas w biosesnorach grafen charakteryzuje się m.in. większą elastycznością i przewodnością elektryczną oraz lepszymi właściwościami optycznymi. Dzięki temu umożliwia wykonywanie precyzyjniejszych i bardziej niezawodnych pomiarów badanego materiału biologicznego metodami elektrochemicznymi (pomiar prądu i napięć elektrycznych).
W konstruowaniu urządzenia współpracującego z bioczułymi elektrodami wykorzystano również nowe rozwiązania z zakresu elektroniki. Opracował je zespół naukowców i studentów z Katedry Inżynierii Systemów, Sygnałów i Elektroniki Wydziału Elektrycznego ZUT pod kierownictwem dr. inż. Krzysztofa Penkali. W pracach nad rozwiązaniem uczestniczyli m.in. ówcześni studenci Łukasz Przeniosło i Michał Raczyński, którzy obecnie są doktorantami na WE ZUT. – „Dzięki autorskiej koncepcji udało nam się stworzyć urządzenie dużo mniejsze, prostsze w obsłudze i o wiele tańsze w produkcji od już istniejących przy jednoczesnym zachowaniu pełnej funkcjonalności” – mówi Michał Raczyński.
Aparatura wielkości małego pudełka umożliwia przetwarzanie sygnału odebranego przez elektrody oraz wykonywanie pomiarów wieloma różnymi metodami. – „Stworzone przez nas oprogramowanie wykonuje niezbędne obliczenia i przedstawia wyniki pomiarów w postaci liczbowej oraz w formie wykresów, które specjaliści mogą interpretować i na ich podstawie wyciągać wnioski przydatne w diagnostyce” – dodaje Łukasz Przeniosło.
Za prace nad współtworzeniem biosensora studentom dwukrotnie przyznano stypendium naukowe Prezydenta Miasta Szczecina. Komisja stypendialna doceniła nowatorskie podejście w ich pracach naukowych oraz wysoki potencjał gospodarczy rozwiązania. – „Te prace naukowe prowadzone były z myślą o ich wykorzystaniu w gospodarce, na czym w efekcie skorzystać może całe społeczeństwo. To również budujące, że studenci mają takie zainteresowania naukowe i czas wolny od zajęć poświęcają na ich rozwijanie” – wskazuje Katarzyna Witkowska z Technoparku Pomerania, będąca członkiem komisji stypendialnej.
Nowoczesny biosensor powstał dzięki współpracy Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej ZUT, Wydziału Elektrycznego ZUT oraz Niepublicznego Zakładu Opieki Zdrowotnej Meditest. Na realizację projektu BI-SENSOR konsorcjum, którego pracami kierowała prof. dr hab. Ewa Mijowska, otrzymało dofinansowanie Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR) w ramach Programu GRAF-TECH. Obecnie Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny ubiega się o kilka patentów i wzorów użytkowych na powstałe w projekcie rozwiązania, prowadzone są również rozmowy z partnerem biznesowym zainteresowanym przemysłowym wdrożeniem biosensora.
