Το έργο MultiLab κατόρθωσε ένα σημαντικό ορόσημο με την επιτυχημένη παράδοση του πρώτου ενσωματωμένου πρωτοτύπου – μιας αρθρωτής, πολύτροπης πλατφόρμας οπτικού εργαστηρίου σε τσιπ σχεδιασμένη για χαμηλού κόστους διάγνωση πολλαπλών στόχων και περιβαλλοντική παρακολούθηση.
Αυτό το ορόσημο σηματοδοτεί τη μετάβαση από το επίπεδο της έρευνας των μεμονωμένων εξαρτημάτων σε ένα πλήρως ενσωματωμένο σύστημα που συνδυάζει οπτικά, μικρορευστομηχανική και ευφυία δεδομένων σε ένα συμπαγές, λειτουργικό πρωτότυπο.
Το σύστημα ενσωματώνει τρεις πρωτοποριακές φωτονικές τεχνολογίες ανίχνευσης:
– Electrochemiluminescence (ECL): ανιχνεύει βιοχημικούς στόχους μέσω χρονικά επιλυμένης εκπομπής ορατού φωτός
– Plasmonic Augmented Arrayed Waveguide Grating (PA-AWG): χρησιμοποιεί νανοφωτονική συμβολομετρία στα 1550 nm για την ανίχνευση μοριακών και μικροβιακών αλληλεπιδράσεων
– Photothermal Spectroscopy – Mach Zehnder Interferometer (PTS-MZI): επιτρέπει την ανίχνευση απορρόφησης στη μέση υπέρυθρη περιοχή για τον εντοπισμό περιβαλλοντικών θρεπτικών συστατικών όπως νιτρικά και φωσφορικά άλατα.
Κάθε τρόπος ανίχνευσης λειτουργεί υπό ένα κοινό οπτικό σύστημα ανάγνωσης, συνδυάζοντας απεικόνιση στο ορατό (VIS), στο εγγύς υπέρυθρο (SWIR) και στο μέσο υπέρυθρο (MIR) φάσμα, μέσα σε ένα αρθρωτό σύστημα.
Η πρώτη έκδοση από το ενσωματωμένο σύστημα περιλαμβάνει:
– Υβριδική αρχιτεκτονική οπτικής ανάγνωσης
– Προσαρμοσμένη μικρορευστονική κατασκευή από υλικά PDMS/COC, που εξασφαλίζει σταθερή και χωρίς διαρροές λειτουργία μέσω του νέου μηχανικού συστήματος σύσφιξης (MultiMEC).
– Υποσύστημα παράδοσης δείγματος με σύριγγες, που προσφέρει ακριβή διαχείριση ρευστών (0,05-2,5 mL, 30-4300μL/λεπτό), συνοδευόμενο από φιλικό προς το χρήστη γραφικό περιβάλλον (GUI)
– Ενσωματωμένο System-on-Module για την λήψη και συγχρονισμό καμερών σε πραγματικό χρόνο, πηγών φωτός και ηλεκτροχημικών ενεργοποιήσεων, ανοίγοντας το δρόμο για ανάλυση δεδομένων μέσω cloud σε μελλοντικές εκδόσεις.
Αυτές οι εξελίξεις ενοποιούν την πρόοδο όλων των μονάδων ανίχνευσης και ενεργοποίησης, προσφέροντας μια στιβαρή βάση για τις δραστηριότητες επικύρωσης που προγραμματίζονται για τους προσεχείς μήνες.
Το πρωτότυπο θα χρησιμοποιηθεί για να αποδειχθεί η πολυλειτουργικότητα του MultiLab σε δύο βασικούς τομείς εφαρμογής:
Α) Υγειονομική περίθαλψη: Ταχεία διάγνωση πυρετού χωρίς εμφανή αιτία, με διάκριση μεταξύ βακτηριακής και ιογενούς λοίμωξης
Β) Περιβαλλοντική παρακολούθηση: Έγκαιρη προειδοποίηση για επιβλαβείς ανθίσεις φυκιών (HABs) για την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού
Με την επίτευξη αυτού του ορόσημου ενσωμάτωσης, το MultiLab εισέρχεται πλέον στη φάση επικύρωσης και βελτιστοποίησης, με στόχο τη βελτίωση της οπτικής απόδοσης και την καθιέρωση άμεσης επικοινωνίας δεδομένων με την πλατφόρμα του MultiLab μέσω cloud.
Χρηματοδοτούμενο από την Ευρωπαϊκή Ένωση, το έργο συντονίζεται από τη CYRIC, Cyprus Research and Innovation Center Ltd, στο πλαίσιο του Προγράμματος Horizon Europe της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Το έργο ξεκίνησε στην 1η Ιανουαρίου 2024 και θα διαρκέσει 4 χρόνια.
Οι συμμετέχοντες του έργου είναι: CYRIC – Cyprus Research and Innovation Centre (Κύπρος), Bialoom LTD (Κύπρος), UOI – Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων (Ελλάδα), AMO GmbH (Γερμανία), Multitel (Βέλγιο), SERGAS – Servizo Galego de Saude (Ισπανία), CNRS – Centre national de la recherche scientifique (Γαλλία), TUW – Πολυτεχνείο της Βιέννης (Αυστρία), AQL – Aquamonitrix Limited (Ιρλανδία), DEEPLAB IKE (Ελλάδα) and Alpes Lasers SA (Ελβετία).
