Zintegrowany czujnik optyczny do wczesnej diagnostyki chorób oparty na strukturach fotonicznych – SENSOPTIC​

Celem projektu jest opracowanie fotonicznego biosensora umożliwiającego szybką, selektywną i bezznacznikową detekcję biomarkerów w warunkach point-of-care (POCT). Rozwijane rozwiązanie będzie łączyć struktury fotoniczne, takie jak interferometry Macha-Zehndera i kryształy fotoniczne, z cienkowarstwowymi falowodami SiOx:TiOy oraz odpowiednio funkcjonalizowaną powierzchnią. W ramach projektu przetwornik zostanie dostosowany do detekcji hormonów steroidowych, w tym estrogenu i progesteronu. Opracowana platforma będzie mogła być w dalszej perspektywie adaptowana również do wykrywania innych bioanalityków, takich jak białka, peptydy, egzosomy, bakterie czy wirusy.

Projekt odpowiada na potrzebę rozwoju szybkich i łatwo dostępnych metod diagnostycznych. Obecnie stosowane metody często wymagają dostępu do specjalistycznych laboratoriów, transportu próbek i stosunkowo długiego czasu oczekiwania na wynik. Opracowywany biosensor ma umożliwić uzyskanie wyniku w ciągu kilkunastu minut, bez konieczności transportowania próbki do laboratorium. Może to skrócić ścieżkę diagnostyczną i zwiększyć dostępność badań, szczególnie poza dużymi ośrodkami.

Prace w projekcie obejmują cztery powiązane obszary. Pierwszym jest projektowanie i wytwarzanie struktur fotonicznych na bazie warstw SiOx:TiOy. Kolejny dotyczy opracowania metod chemicznej i biologicznej funkcjonalizacji ich powierzchni. Następnie rozwijany będzie przetwornik fotoniczny do zastosowań czujnikowych, w tym jego integracja z mikrostrukturami przepływowymi. Ostatnim etapem będzie walidacja działania biosensora z wykorzystaniem wybranych biomarkerów.

Projekt ma charakter interdyscyplinarny i łączy fotonikę, inżynierię materiałową, bioinżynierię oraz nauki medyczne. Prace będą realizowane z wykorzystaniem infrastruktury do mikro- i nanofabrykacji Łukasiewicz – PORT. Partner kliniczny zapewni wsparcie w zakresie doboru biomarkerów, interpretacji wyników oraz dopasowania rozwijanej technologii do potrzeb praktyki medycznej.

Efektem projektu będzie demonstrator przetwornika fotonicznego biosensora na poziomie TRL 4. Jego wykonanie pozwoli potwierdzić wykonalność technologii i stworzy podstawę do dalszych prac aplikacyjnych. Opracowana platforma materiałowa i technologiczna ma mieć charakter uniwersalny i skalowalny, co umożliwi dalszy rozwój rozwiązania w kierunku zastosowań w diagnostyce molekularnej i komercjalizacji.