HeavySense

A "Nehézfémek multiplex kimutatása hiperspektrális képalkotással" című projekt egy együttműködésen alapuló kutatási és fejlesztési erőfeszítés, amelyet az Optimal Optik Kft, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, a Leibniz Institute of Photonic Technology és a Leistrungselektronik Jena GmbH valósítanak meg.

Cél

A projekt célja egy innovatív, hordozható analitikai platform tervezése és megvalósítása, amely nehézfémek kimutatására alkalmas vízben. A prototípus lehetővé teszi különböző nehézfémszervek (pl. arzén, ólom, higany) egyidejű, címkementes kimutatását egyetlen lépésben. A nehézfémszervek szelektivitása aptamer receptorok (specifikus 3D szerkezetű nukleinsav molekulák) alkalmazásával érhető el, amelyek képesek kötődni a specifikus célpontokhoz. Az ionok receptor molekulákhoz való kötődésének detektálása optikai spektroszkópiás kiolvasással történik. A detektálási elv a fém nanostruktúrákon bekövetkező lokalizált felületi plazmon rezonancia (LSPR) jelenségen alapul. A látható fény és a nanorészecskék közötti kölcsönhatás során szenzor megvilágítása közben jól definiált fényelnyelési sávok keletkeznek, amelyek a szenzorelem jellegzetes színét adják.

A plazmon rezonancia hullámhossza és az abszorpciós csúcsok nagyon érzékenyek a nanorészecskéket körülvevő közeg törésmutatójának változásaira. Az aptamer receptor molekulák a fém nanorészecskék felszínéhez kötődnek, és a cél nehézfémszervek kötődése helyi törésmutató változást okoz, amely spektroszkópiával mérhető. A projekt célja nanoplazmonikus szenzorelemek és a hozzájuk kapcsolódó kiolvasó platform tervezése és megvalósítása, amely lehetővé teszi a célmolekulák kötődése miatti csúcseltolódások párhuzamos mérését a szenzor chip néhány négyzetcentiméterén belül több tucat ponton képalkotó spektroszkópiával. A mérési platform így költséghatékony, nagy áteresztőképességű vízminták elemzésére lesz alkalmas. A kiolvasó eszköz kis mérete és az automatikus mintakezelő rendszer kényelmes és biztonságos terepi használatot tesz lehetővé.

Projektinformációk

• Projekt azonosítója: 2020-1.2.3-EUREKA-2022-00030
• Projekt címe: Nehézfémek multiplex kimutatása hiperspektrális képalkotással
• Projekt kezdete: 2022.01.01
• Projekt vége: 2026.12.31
• Támogatás összege: 143 213 202 HUF
• Teljes költség: 192 625 181 HUF
• Támogatás mértéke (%): 74,36%

Támogatási program

A 2020-1.2.3-EUREKA-2022-00030 projekt a Kulturális és Innovációs Minisztérium által a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott, 143 213 202 HUF támogatás összeggel, a 2020-1.2.3-EUREKA pályázati program keretében valósul meg.

https://eurekanetwork.org/

Tudományterületek

• Mérnöki tudományok és technológia
• Anyagmérnöki tudományok
• Biomérnöki tudományok
• Optikai mérnöki tudományok

Résztvevők

• Optimal Optik Kft (Vezető)
• Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
• Leibniz Institute of Photonic Technology
• Leistrungselektronik Jena GmbH

Publikációk

Optimizing plasmonic microarray biosensors: custom optical system for enhanced evaluation and characterization
Csőke, Lóránt Tibor (Optimal Optik Ltd., Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem); Csáki, Andrea (Leibniz Institute of Photonic Technology); Kollár, Zsolt (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem)