Nauka

Nowy patent Politechniki Białostockiej

2026.03.16 09:30

Naukowcy z Instytutu Inżynierii Biomedycznej na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej pracują nad technologiami, które mogą znacząco usprawnić diagnostykę chorób nowotworowych. Jednym z efektów tych badań jest patent na chip immunosensora wykorzystującego powierzchniowy rezonans plazmonów (SPR) w wersji imaging.

Nowy chip Politechniki Białostockiej jest cennym odkryciem. Może stać się podstawą biosensorów służących do bardzo czułego oznaczania biomarkerów związanych z różnymi typami nowotworów. Kluczową cechą wynalazku jest jego wielowarstwowa konstrukcja.

- Typowe chipy wykorzystane w tego typu biosensorach wykonywane są generalnie w postaci szklanych płytek z warstewką złota z powodu jego unikalnych właściwości plazmonicznych, jak i odporności chemicznej - wyjaśnia dr. hab. inż. Piotr Mrozek, prof. PB, kierownik Zakładu Biomechatroniki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej. - My wykorzystaliśmy srebro, które gwarantuje nam większą czułość chipu. Natomiast warstwa srebra pokryta jest również cienką warstwą złota, dzięki czemu uzyskujemy właściwości użytkowe zbliżone do typowych chipów, czyli powierzchnia takiego sensora jest odporna chemicznie. Niemniej jednak taka kanapka złożona z tych dwóch metali daje nam w efekcie znacznie większą czułość sensora do takich typowych oznaczeń. Do warstw tej kanapki dołożyliśmy jeszcze warstewki związane z separacją pól pomiarowych. Wykorzystaliśmy maski polimerowe naszego pomysłu, które są związane z powierzchnią złota, które jest górną warstwą biosensora. Wielowarstwowa struktura metaliczno-polimerowa, można powiedzieć w skrócie, jest przedmiotem naszego patentu.

Precyzja wykonania chipu jest ogromna. Warstwa złota ma zaledwie 5 nanometrów grubości, dla porównania, ludzki włos jest około dziesięć tysięcy razy grubszy. Tak cienkie struktury można wytwarzać dzięki specjalistycznej aparaturze dostępnej w Laboratorium Inżynierii PB.

- W Laboratorium inżynierii powierzchni, w Instytucie Inżynierii Biomedycznej dysponujemy aparaturą, która umożliwia nam bardzo precyzyjne osadzanie takich cienkich warstw metalicznych na rozmaitych podłożach i jesteśmy w stanie kontrolować w trakcie osadzania grubość tych warstw właśnie z dokładnością do pojedynczych nanometrów - zdradza prof. Mrozek. - Umożliwia to nam budowanie struktur plazmonicznych, które można wykorzystywać do budowy opatentowanych chipów.

Technologia opiera się na zjawisku rezonansu plazmonów powierzchniowych. W odpowiednich warunkach powoduje ono zanik odbicia światła od bardzo cienkiej warstwy metalu naniesionej na szkło. Zjawisko to można wykorzystać w biosensorach do wykrywania reakcji przeciwciało–antygen, które są podstawą wielu badań diagnostycznych.

Istotnym elementem rozwiązania jest także tzw. wersja imaging. Oznacza ona możliwość jednoczesnej rejestracji sygnału z wielu próbek naniesionych na chip. Dzięki temu analiza jest szybsza i pozwala w jednym czasie uzyskać wyniki dla wielu parametrów. Badania nad zastosowaniem chipów prowadzone są we współpracy z innymi ośrodkami naukowymi, m.in. z Uniwersytetem w Białymstoku oraz Uniwersytetem Medycznym w Białymstoku. Dzięki temu technologia może być dostosowywana do wykrywania konkretnych biomarkerów chorób.

Choć droga do komercjalizacji wynalazku jeszcze trwa, naukowcy podkreślają, że możliwość pracy nad rozwiązaniami, które w przyszłości mogą wspierać diagnostykę nowotworów, jest ogromną motywacją.

Tagi