Universitet 2018 – fira med oss

Utskrift från Malmö universitets webbplats www.mah.se

Fiberoptiska virussensorer baserade på nanoplasmonik och reversibla självorganiserande skikt

Kontaktperson: Börje Sellergren
Ansvarig: Börje Sellergren
Medarbetare: Yulia Sergeeva
Samarbetspartner: Professor Daniel Aili, Linköpings Tekniska Högskola
Finansiär: Vetenskapsrådet
Tidsram: 2019-01-01 -- 2019-12-31
Forskningsprogram: Biofilms - Research Center for Biointerfaces
Fakultet/institution: Fakulteten för Hälsa och samhälle, Institutionen för biomedicinsk vetenskap
Ämne: Naturvetenskap

Influensa är en akut respiratorisk sjukdom och kan spridas snabbt och brett under vinterhalvåret. Cirka 20% av barn och 5% av vuxna i hela världen utvecklar symtomatisk influensa varje år. Detta orsakar ett brett spektrum av sjukdomar, från symptomfria infektioner till primär virus och sekundär bakteriell lunginflammation. Särskilt fruktade är världsomspännande influensa pandemier vilka förekommer på regelbunden basis med hög dödlighet.
Det finns därför ett behov av ultrakänsliga och tillförlitliga sensorer för att övervaka patogen exponering och för att diagnostisera dessa sjukdomar. Emellertid har utvecklingen av praktiskt användbara sensorer varit långsam och detta kan delvis tillskrivas brister i sensorernas receptorskikt dvs den del som ansvarar för igenkänningen av viruset som ska mätas.

Sensorer baserade på antikroppar samt aptamerer har visat sig effektiva för känslig typ- och subtyp- bestämning av virus stammar men dessa beror av labila och dyra affinitets reagens vilket har begränsat deras praktiska användbarhet. Ett biomimetiskt koncept som nu är under snabb utveckling utnyttjar multivalenta interaktioner mellan glykaner och virus bundna lektiner och efterliknar på så sätt det första steget i infektionsprocessen dvs virus partikelns fastsättning på cellmembranets yta. Sådana sensorer visar lovande prestanda men flertalet är baserade på kovalent sammankopplade glykaner vilket försvårar multivalent inbindning samt återanvändning av sensorn. Vidare begränsar detta starkt möjligheterna till kontinuerlig mätning och avlägsen mätning. Dynamiska ytmodifieringar som tillåter kontroll över densitet och orientering av ytbundna ligander i sensorskiktet skulle därför vara av stor fördel för ökad sensor prestanda.

Vi har infört en reversibel ytmodifiering teknik (Reversible Self Assembled Monolayers - rSAMs) vilket i kombination med en mycket innovativ fiberoptisk sensorplattform lovar att övervinna ovannämnda begränsningar. Detta möjliggör till exempel upprepad användning av ett sensorsubstrat för många mätningar och bildandet av receptorskikt som resulterar i en unik respons på analyter och en mycket hög detektionskänslighet.

I det här projektet har vi för avsikt att visa det praktiska värdet av den kombinerade användningen av rSAMs och fiberoptiska nanoplasmoniska sensorer för utveckling av antikroppsfria ultrakänsliga och robusta sensorer för snabb in situ detektering av virus. Vi kommer att utveckla en första prototyp som fokuserar på att uppnå subtypbestämnings kapacitet inom influensavirusstammar från människor och djur och validera denna mot kommersiellt tillgängliga sensorer. Vi kommer dessutom att förbereda en prioritetsgrundande patentansökan och ta de första stegen för att etablera ett affärskoncept baserat på den nya teknologin.

Projektet kommer att utföras av expertgrupper i Malmö (rSAMs) och Linköping (fiberoptiska sensorer) med direkt koppling till ett existerande start up företag (Alzecure). Ett framgångsrikt förverkligande av projektet kommer att lägga grunden för ett företag med betydande tillväxtpotential. Den utvecklade tekniken kommer antingen att kommersialiseras av ett nytt start up företag eller licensieras av Alzecure / LiU.

Senast uppdaterad av Charlotte Löndahl Bechmann