Ημερίδα Διάχυσης Αποτελεσμάτων Προγράμματος Φάση 2 Ενίσχυσης Ελληνικών Τεχνολογικών Συνεργατισμών Σχηματισμών στη Μικροηλεκτρονική Athens InnoCenter, Μαρούσι, 29.05.2012 Lab on Chip Δρ. Αθανάσιος Δεμίρης (micro2gen Ε.Π.Ε.) Συντονιστής Συνεργατικού Έργου
Πληροφορίες Έργου Στοιχεία Μικροηλεκτρονικής για Lab On Chip Όργανα Μοριακών Αναλύσεων για Γενετικές και Περιβαλλοντικές Εφαρμογές Οι μοριακές αναλύσεις επικεντρώνουν στην ανάλυση τμημάτων ή ολόκληρου του γενετικού κώδικα, όπως κι εκφράσεων αυτού (πρωτεϊνικές αναλύσεις) για τον καλύτερο χαρακτηρισμό της κατάστασης υγείας (με βάση την παρουσίαση του NCI/NIH):
Ένα μικροσύστημα Lab on Chip για γενετικές αναλύσεις Απομόνωση DNA Αύξηση επιλεγμένων τμημάτων DNA με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) Ανίχνευση (υβριδοποίησης) Ενδεικτικό Lab-on-a-Chip
Στοιχεία Μικροηλεκτρονικής για Lab On Chip Όργανα Μοριακών Αναλύσεων για Γενετικές και Περιβαλλοντικές Εφαρμογές Δεν υπάρχει εξειδικευμένη πλατφόρμα ταχείας προτυποποίησης για μικρορευστομηχανικά μικροσυστήματα (για ερευνητές, εταιρείες μικρορευστομηχανικών συστημάτων, ιατρικών οργάνων, φαρμακοβιομηχανία κ.ο.κ.) Δημιουργία μίας νέας, ιδιαίτερα οικονομικής κι ευέλικτης λύσης ελέγχου ροής και μετρήσεων υγρών με τεχνικές μηχανικής όρασης υλοποιημένη σε υλικό Ανάπτυξη ευέλικτου και ιδιαίτερα αποδοτικού στη χρήση λογισμικού περιγραφής κι ελέγχου διατάξεων και πειραμάτων Ανάπτυξη νέας γενιάς χωρητικών βιοαισθητήρων και των απαραίτητων κυκλωμάτων ανάγνωσης κι ενσωμάτωσής τους σε ολοκληρωμένα κυκλώματα ειδικού σκοπού Ανάπτυξη καινοτόμων μικρορευστομηχανικών κυκλωμάτων με ενσωματωμένα ηλεκτρικά στοιχεία χαραγμένα σε λεπτή επιφάνεια χαλκού (επιμεταλλωμένα πολυμερή)
Αποτελέσματα Έργου Flexible Software: Operation by researchers No Programming necessary Support for virtually all typical sensors and actuators on the market + innovative proprietary solutions Ready to use control and readout hardware Novel control components (machine vision) Fully flexible and extensible
Αποτελέσματα Έργου
Κεντρικό Σύστημα Βάσης και κάρτες επέκτασης Μητρική πλακέτα ως βάση επέκτασης Παροχή τροφοδοσίας και σημάτων Σύνδεση ACM (Analytical Control Module) με ενεργοποιητές κι αισθητήρια ανάλογα με τις ανάγκες κάθε διάταξης Κάρτες επέκτασης: Έλεγχος θερμοκρασίας με αντιστάσεις ή peltier, Έλεγχος βηματικών κινητήρων Έλεγχος γενικευμένων εισόδων/εξόδων σημάτων (GPIO)
Οπτικό σύστημα ελέγχου υγρών Αντικαθιστά διακριτά σημεία ελέγχου στο κύκλωμα αυξάνοντας την ευελιξία Περιορίζει τα προβλήματα μικρομηχανικής στοίχισης σε ιατρικά μηχανήματα Περιορίζει σημαντικά το κόστος (1 κάμερα και απλές πηγές φωτισμού) Επιτρέπει μετρήσεις περισσότερων μεγεθών με μία διάταξη: θέση, ταχύτητα, ογκομέτρηση, δημιουργία φυσαλίδων κ.ο.κ. Επιτρέπει τεχνική υποστήριξη μακρόθεν ενώ εκτελείται ένα πείραμα! Κατάλληλο για διατάξεις με ορατό μέτωπο υγρών, αλλά και για μικορευστομηχανικά κυκλώματα υγρών 2 φάσεων
Οπτικό σύστημα ελέγχου υγρών
Χωρητικοί αισθητήρες Si Membrane diameter [μm] 125 275 Si Membrane thickness [μm] 0.7 1.5 Depth of support surface [μm] 0.5 1.5 Coverage [R membrane /R biomaterial ] 70%
Καινοτόμο μικρορευστομηχανικό μικροσύστημα
Λογισμικό Ελέγχου User Login Central Page Biochip Annotation Module Assay Definition Assay Execution and Monitoring Results Processing
Εφαρμογές Επιλογήεφαρμογώνγονοτύπισηςμεαπλούςσημειακούς πολυμορφισμούς Επιλογή του γονιδίου KRAS (σχετιζόμενο με κυτταρικές μεμβράνες) Μεταλλάξεις στο KRAS αποτελούν βασικό στοιχείο στη δημιουργία πολλών καρκίνων Η πιο διαδεδομένη μετάλλαξη προκύπτει στο G12D Στην περίπτωση καρκίνων του εντέρου μεταλλάξεις στο KRAS επηρεάζουν την επιλογή της καταλληλότερης θεραπείας Διερεύνηση εφαρμογών σε άλλα πεδία Προσαρμογές σε περιβαλλοντικές μετρήσεις Ανάπτυξη σταθμών περιβαλλοντικών μετρήσεων με έλεγχο υγρών, φύλλων κλπ.
Εμπορική Εκμετάλλευση Η αγορά των biochips και μικροσυστοιχιών, η οποία το 2010 είχε μέγεθος US$2.15δις με προοπτική να φτάσει τα US$10.6δις το 2020, με συμμετοχή: Της φαρμακοβιομηχανίας Περισσότερων από 400 εταιρειών μικρορευστομηχανικών μικροσυστημάτων Ερευνητικών κέντρων Εταιρειών ανάπτυξης μηχανημάτων Περιορισμένος διεθνής ανταγωνισμός Δεν υπάρχουν πολλά εξειδικευμένα συστήματα προτυποποίησης Περιορισμένες επιλογές αισθητηρίων κι ενεργοποιητών Επικοινωνία με εταιρείες εξωτερικού
Στοιχεία Επικοινωνίας Όνομα Επώνυμο: Δεμίρης Αθανάσιος Θέση: Δ/ντης Έρευνας & Ανάπτυξης E mail: dema@micro2gen.com Τηλέφωνο: +30 210 65 12 611 Website ή webpage (με πληροφορίες για το έργο): http://www.labonchip.eu