Miniaturizovaný přenosný systém pro digitální polymerázovou řetězovou reakci (dPCR)

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F25521446%3A_____%2F21%3AN0000004" target="_blank" >RIV/25521446:_____/21:N0000004 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Miniaturizovaný přenosný systém pro digitální polymerázovou řetězovou reakci (dPCR)

Popis výsledku v původním jazyce

Miniaturizovaný systém pro digitální polymerázovou řetězovou reakci (dPCR) využívající čip dPCR o velikosti (9×9) mm2 s 26 448 nebo více segmenty (jamkami). Čip dPCR je vyrobený z křemíku. Nejprve jsou pomocí litografie definovány budoucí jamky o průměru 50 µm s použitím hexagonální konfigurace pro maximální využití plochy. Ty jsou pak vyleptány do hloubky 30 µm. dPCR čip je naplněn PCR master mixem s DNA templátem s takovým počtem kopií DNA, že v každém jamce je buď jedna, nebo žádná. Čip dPCR je pokryt krycím sklíčkem pro mikroskopii tak, aby se zabránilo odpařování vody z PCR master mixu. Poté je čip dPCR podroben teplotnímu cyklování mezi teplotou denaturace DNA a teploty nasedání primerů/prodlužování řetězců DNA, aby se zvýšil počet kopií DNA v jamce na detekovatelnou úroveň fluorescenční metodou. Poté je obraz čipu zachycen pomocí fluorescenčního zobrazovacího systému s použitím světlo emitující diody (LED) s hlavní vlnovou délkou 470 nm jako světelným zdrojem a sadou filtrů, jako je fluorescein isothiokyanát (FITC). Obraz čipu na vlnové délce mezi 500 a 550 nm je zachycen kamerou zabudovanou v mobilním telefonu s funkcí supermakro, jako je Huawei P40. Fluorescenční systém je rovněž miniaturizovaný se čtyřmi LED diodami, excitačním filtrem o velikosti (14 × 14) mm2, dichroickým zrcadlem o velikosti (14 × 20) mm2 a emisním filtrem o velikosti (14 × 14) mm2. Čip dPCR je vyhříván/chlazen termoelektrickým článkem řízeným z jednočipového řadiče pomocí systému uzavřené zpětné vazby s metodou proporcionální integrativní derivace (PID). PID koeficienty i parametry teplotního cyklování se načítají do jednoho čipu řízeného přes komunikační protokol Bluetooth z mobilního telefonu. Lze je také načíst pomocí USB rozhraní z PC. Jakmile je získán fluorescenční obraz čipu, je odeslán do externího počítače pomocí komunikace 4G nebo 4G. Po zpracování snímky se výsledky odešlou zpět a zobrazí na displeji mobilního telefonu.

Název v anglickém jazyce

Miniaturized portable system for digital polymerase chain reaction (dPCR)

Popis výsledku anglicky

Miniaturized system for digital polymerase chain reaction (dPCR) using a dPCR chip with size of (9×9) mm2 having 26 448 partitions (wells) or more. The dPCR chip made of silicon is processed by lithography and then etched forming wells into Si substrate with a diameter of 50 µm and depth of 30 µm using hexagonal configuration for maximum area utilization. dPCR chip is filled with PCR master mix with a DNA template with DNA copy number that there is either one or no DNA copy in each partition. The dPCR chip is covered with microscope glass cover slip to prevent water evaporation from the PCR master mix. Then the dPCR chip is subject to temperature cycling between denaturation and annealing/elongation temperatures to increase the copy number of DNA in partitions to the detectable level by fluorescence method. Then the chip image is captured using a fluorescence imaging system with light emitting diode (LED) with principal wavelength of 470 nm as light source utilizing filter set such as fluorescein isothiocyanate (FITC). The image at the wavelength between 500 and 550 nm is captured by a camera built in the cell phone having a super macro function such as Huawei P40. The fluorescent system is also miniaturized having four LEDs, excitation filter with size of (14 × 14) mm2, dichroic mirror with size of (14 × 20) mm2 and emission filter with size of (14 × 14) mm2. The dPCR chip is heated/cooled by a thermoelectric cooler controlled from a single chip controller using a closed feedback loop system with proportional integrative derivative (PID) method. The PID coefficients as well as parameters of temperature cycling are loaded into the single chip controlled via Bluetooth communication protocol from the cell phone. They can also be loaded using the USB interface from a PC. Once the fluorescent image of the chip is obtained, it is sent out to the external computer using 4G or 4G communication. Once the image is processed, the results are sent back and displayed on the cell phone.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20602 - Medical laboratory technology (including laboratory samples analysis; diagnostic technologies) (Biomaterials to be 2.9 [physical characteristics of living material as related to medical implants, devices, sensors])

Projekt

<a href="/cs/project/LTACH19005" target="_blank" >LTACH19005: Vysoce přesný systém digitální polymerázové řetězové reakce pro detekci cfDNA pro neinvazivní prenatální testování (NIPT</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

Miniaturizovaný přenosný systém pro dPCR

Číselná identifikace

LTACH19005

Technické parametry

Počet LED：4 Vlnová délka: 470 nm Optický výkon: 5 cd TEC element: (11 x 11) mm2 s výkonem 17 W/cm2 Typ filtrů: sada tři filtrů FITC Typ záznamového zařízení: Mobilní telefon Huawei P40 Rychlost ohřívání a chlazení: více než 10 K/s

Ekonomické parametry

Návrh, výzkum, vývoj, následná výroba a odzkoušení funkčního vzorku byla realizována v projektu LTACH19005 realizovaného v rámci podprogramu INTER-ACTION (LTACH), programu INTER-EXCELLENCE, zde jsou vyčísleny jednotlivé náklady na jeho tvorbu.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

25521446

Název vlastníka

ROKOSPOL a.s.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

nepublikováno na webu