Tulosta Tulosta Lähetä linkki Bookmark and Share

Molekyyli- ja bioanturit

Kasvava vieritestien ja räätälöidyn lääkehoidon tarve sekä uudet ympäristöongelmat synnyttävät molekyyli- ja bioantureille uusia mielenkiintoisia kaupallisia sovelluksia.

VTT on tutkinut ja kehittänyt molekyyli- ja bioantureita yli 25 vuoden ajan, joten meillä on erinomaiset valmiudet tällä saralla. VTT hallitsee kaikki anturikehityksen osa-alueet: tietokonesimulaatiot ja mallinnuksen, antureiden rakentamisen, anturipinnan tunnistinmolekyylien kiinnittämisen sekä rekombinanttivasta-aineiden kehittämisen.

VTT toimittaa räätälöityjä sovelluskohtaisia instrumentteja ja laitteita sekä kehittää nykyisiä tuotteita edelleen erilaisille markkinoille (esimerkkejä ohessa), kuten lääketieteellisen diagnostiikkaan, uusien lääkkeiden löytämiseen ja testaamiseen, kaasujen havaitsemiseen sekä kemialliseen ja ympäristön valvontaan.

Havaintamenetelmät ja anturilaitteet

VTT kehittää sovelluskohtaisia havaintamenetelmiä ja anturilaitteita. Anturit voidaan toteuttaa plasmoniikan, pintaherkän fluoresenssin, elektrokemian, termisten vaikutusten tai MEMS- tai pietsoresonaattoreiden avulla asiakkaan tarpeiden mukaisesti.

VTT:n mikroakustiset MEMS-anturit mahdollistavat miniatyrisoitujen anturiryhmien tuotannon useamman aineen tai näytteen havaitsemiseen tehokkaasti kaasu- ja nestenäytteistä. Anturit soveltuvat integroitaviksi ja erätuotantoon, ja soveltuvat erinomaisesti pieniin ja kustannustehokkaisiin ryhmätyyppisiin antureihin.

VTT on kehittänyt pintaherkän fluoresenssimenetelmän molekyylien havaitsemiseen. Se mahdollistaa reaaliaikaiset mittaukset (esim. kineettiset tutkimukset), joiden signaalitasot ovat korkeampia. Myös pintaherkkyys ja selektiivisyys ovat korkealla tasolla. Menetelmä on erittäin immuuni taustafluoresenssille, mikä mahdollistaa luotettavat kvantitatiiviset tulokset muutamassa minuutissa ja vähentää työläitä perinteisissä fluoresenssijärjestelmissä tarvittavia pesuvaiheita.

Edellä mainittujen menetelmien lisäksi rullalta rullalle -painatusta voidaan käyttää joustavien ja edullisten painettujen antureiden tuotannossa. Lisätietoja on täällä.

Tietokonesimulaatio ja mallinnus

VTT käyttää useita teoreettisia ja laskennallisia menetelmiä anturilaitteiden ja -materiaalien suunnittelussa ja kehityksessä. Fyysisessä mallintamisessa käytetään esimerkiksi FEM-menetelmiä sekä vastaavia piiripohjaisia ja analyyttisiä malleja. Molekyylisimulaatiolla ennustetaan erilaisten molekyylien ja molekyyliyhdistelmien rakenteita ja ominaisuuksia sekä molekyyliantureiden sidontailmiöitä.

Tarkkoja kerroksia molekyylien tunnistamiseen

VTT tarjoaa molekyylien tunnistamiseen räätälöityjä vasta-ainekerroksia sekä SAM (Self-Assembly Monolayer) - kerrosrakenteeseen perustuvan uuden painostrategian. Hybridisaatioon on saatavilla myös yksisäikeisiä DNA-kerroksia. Vasta-aineet orientoidaan niin, että kerroksen sidontakapasiteetti on maksimaalinen, mikä maksimoi anturin signaalitasot. Kerrokset perustuvat lisäksi hydrofiilisiin polymeereihini tai lipoamideihin, jotka vähentävät ei-spesifistä sidontaa.

Käyttöalueeltaan erittäin tarkkoja, ei-likaavia kerroksia voidaan käyttää pintapohjaisissa diagnostisissa laitteissa sekä potilaskohtaisessa diagnostiikassa ja hoidossa. Kerroksia voidaan käyttää myös mikrobipohjaisissa antureissa, joita hyödynnetään kudosten rakentamisessa, kantasolututkimuksessa sekä solujen kasvua parantamissa hermoverkoissa.