Pokročilé metody detekce patogenních mikroorganizmů a hodnocení účinku antimikrobiálních látek Ramanovou spektroskopií a dalšími metodami na úrovni molekul v optofluidních systémech

Poskytovatel

Ministerstvo zdravotnictví

Program

Program na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu na léta 2020 - 2026

Veřejná soutěž

SMZ0202100001

Hlavní účastníci

Masarykova univerzita / Lékařská fakulta

Druh soutěže

VS - Veřejná soutěž

Číslo smlouvy

NU21-05-00341

Název projektu anglicky

Advanced methods in detection of pathogenic microorganisms and analysis the antimicrobials’ effect using Raman spectroscopy and other methods at the molecular level in optofluidic systems

Anotace anglicky

The project addresses design, development and use of physical methods for research of microbial pathogens and their interactions with the environment. The metabolic processes of these microorganisms are regulated by various influences, such as oxygen availability, temperature, culture age, the presence of biofilm, other bacterial species, bacteriophages, or antimicrobial drugs. These interactions remain largely unexplored due to lack of techniques that would allow long-term non-destructive chemical analysis of individual cells under strictly regulated conditions. Understanding of metabolic changes during the bacterial cell cycle under various conditions is essential for determination of an effective course of treatment for bacterial infections including sepsis. Therefore, the central themes of this project are design, development and testing of optofluidic systems enabling safe and effective cultivation of pathogenic microorganisms in optimal conditions and simultaneous long-term microscopic observation, optical trapping of individual cells and their automated Raman or fluorescence spectroscopy, growth curve measurement, etc. Microspectroscopic Raman analysis of microbes at the level of individual cells will allow monitoring of changes in respiration, cell wall and protein composition, DNA, RNA, individual nucleotides, etc. We will monitor the interaction of different bacterial strains with antibiotics under different conditions, especially in bacterial consortia and biofilms, at elevated temperatures, with reduced oxygen access, etc. The specific output of the project will be a set of optofluidic devices for systematic automated spectroscopic analysis of bacterial colonies, biofilms and individual cells in suspension. These systems will be used to characterize selected collection strains of pathogenic microorganisms, and will allow parallel validation of the Raman spectroscopic analyses by means of mass spectrometry, capillary electrophoresis and other techniques.

Kategorie VaV

AP - Aplikovaný výzkum

OECD FORD - hlavní obor

10606 - Microbiology

OECD FORD - vedlejší obor

10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)

OECD FORD - další vedlejší obor

—

CEP - odpovídající obory <br>(dle <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">převodníku</a>)

BH - Optika, masery a lasery<br>EE - Mikrobiologie, virologie

Hodnocení poskytovatelem

V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)

Zhodnocení výsledků projektu

Projekt byl zaměřen na vývoj aplikací Ramanovy spektroskopie pro identifikaci bakterií a kvasinek. Podařilo se získat zajímavé výsledky, které dokládají potenciál této metody v diagnostice infekčních onemocnění, především běžných původců septických stavů. Tyto mikroby lze identifikovat přímo z klinického materiálu. Rovněž byl vyvinut mikrofluidní čip, který umožňuje zvýšit efektivitu této metody a zároveň pomocí akustické vlny změnit dráhu migrace mikrobiálních buněk. Výsledky byly publikovány v 7 časopisech s IF, přičemž se jednalo o časopisy nad mediánem oboru (Q1, Q2). Rovněž byl uplatněn průmyslový vzor a funkční vzorek.

Zahájení řešení

1. 5. 2021

Ukončení řešení

31. 12. 2024

Poslední stav řešení

U - Ukončený projekt

Poslední uvolnění podpory

12. 4. 2024

Důvěrnost údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Systémové označení dodávky dat

CEP25-MZ0-NU-U

Datum dodání záznamu

1. 7. 2025

Celkové uznané náklady

9 289 tis. Kč

Výše podpory ze státního rozpočtu

9 289 tis. Kč

Ostatní veřejné zdroje financování

0 tis. Kč

Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.

0 tis. Kč