Karboanhidrāzes IX testa biosensora izstrāde vēža skrīningam

Identifikācijas numurs: lzp-2021/1-0584

Tips: Latvijas Zinātnes padomes fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts

Projekta ilgums: 2022 - 2024

Projekta vadītājs: Dr.phys. Andris Anspoks, Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

Sadarbības partneri: Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs, Latvijas Organiskās sintēzes institūts

Kopējais finansējums: 300 000 EUR (Latvijas Zinātnes padome: 100%)

LU CFI finansējums: 156 000 EUR

Projekta mērķis:

Projekta mērķis ir izstrādāt un pārbaudīt biosensorus, kas neizmanto marķējumu, oglekļa anhidrāzes IX (CA IX) noteikšanai, izmantojot novatorisku mikrofluidiskā kanāla funkcionalizētu kolonnu konstrukciju un apvienojot divas noteikšanas metodes: elektroķīmisko un spektroskopisko. Mēs plānojam detektēt vēža karboanhidrāzi IX (CA IX) kā vēža diagnostikas marķieri, kas ir visplašāk izteiktais gēns, reaģējot uz hipoksiju, kam ir izšķiroša nozīme intracelulārā pH uzturēšanā, kas atspoguļo to, kā vēža šūnas pielāgojas ārpusšūnu vides toksiskajiem apstākļiem.

Projekta kopsavilkums: 

Tipiski brīvo CA IX līmeni nosaka ar imunoprecipitāciju, ELISA vai Western Blot metodēm, kur abas ir laikietilpīgas metodes, kuras nav viegli veikt ambulatoros apstākļos. Lai risinātu tehniskās problēmas, kas saistītas ar CA IX noteikšanu, mēs piedāvājam izveidot novatoriskus biosensoru, kas varētu ātri un precīzi noteikt CA IX koncentrāciju serumā un urīnā, apvienojot divas noteikšanas metodes un izmantojot darba elektrodu ar lielu virsmas laukumu, kas veidots no funkcionalizētām kolonnām tieši iestrādātām mikrofluidiskajā kanālā, nodrošinot augstu virsmas laukuma un tilpuma attiecību. Šī projekta novatorisms ir: CA IX biosensors ar vairākām noteikšanas stratēģijām vienā mikroshēmā, kas ļauj realizēt iekšējās kontrolēs procesu (neesošs esošajos dizainos). Inovatīvs sintētiskais papīrs, kura pamatā ir mikrofluidiska kanāls ar metalizētām kolonnām.

Sagaidāmie zinātniskie rezultāti

• 2 oriģināli zinātniskie raksti
• 1 Intelektuālais īpašums, kas ir reģistrēts Latvijā
• 1 Iesniegts projekta pieteikums starptautiskā vai nacionālā pētniecības un attīstības projektu konkursā

Projekta progress

12.06.2023.

1. Projekta progresa pārskata sagatavošana.
2. Projekta turpmākās attīstības plānošana.

14.04.2023.

1. Testa stratēģija tukšai OSTE virsmas funkcionalizācijai ar CA IX antivielām.
2. OSTE virsmas pārklāšanas ar zeltu procesa izstrāde.
3. XPS izmantošana, lai identificētu interesējošos elementus uz OSTE virsmas.

10.02.2023.

1. Plānošana 2023. gadam.
2. Labākā stratēģija OSTE virsmas funkcionalizācijai ar CA IX antivielām.
3. Testa iespējas OSTE virsmas funkcionalizācijai ar Au nanodaļiņām.
4. OSTE sintētiskā papīra ražošanas tehnoloģijas optimizācija.
5. Elektroķīmisko noteikšanas metožu izstrāde.

07.10.2022.

1. Projekta dalībnieks Edmunds Zutis uzsāka studijas doktorantūrā Latvijas Universitātē.
2. Optiskās noteikšanas procesa optimizācija.
3. Sintētiskā papīra ražošanas procesa optimizācija.
4. Notiek OSTE un OSTE virsmu raksturošana izmantojot optiskās spektroskopijas metodes.

07.07.2022.

1. Tiek izstrādāts sintētiskā papīra ražošanas process.
2. Pirmā testa ierīce ir izstrādāta. Tiek izveidota optiskā signāla noteikšanas ierīce.
3. Tiek pārbaudīta CA IX optiskās noteikšanas koncepcija
4. Tiek izstrādāta zelta elektrodu uzklāšana uz OSTE.

02.03.2022.

1. Regulāras ikmēneša projekta komandas sanāksmes notiek Zoom.
2. Izstrādāta sintētiskā papīra izveides ceļakarte.
3. Izstrādāta OSTE virsmas funkcionalizācijas ceļakarte.
4. Notiek optisko un elektroķīmisko noteikšanas metožu koncepta testa plānošana.
5. Notiek CA IX antivielu un citi iepirkumi.