Разработка биосенсора на основе кварцевого резонатора

Заявка на участие в программе целевой подготовки кадров с участием
средств бюджета Новосибирской области в 2014/15 и 2015/16 учебных годах
I Форма сведений о предприятии и потребностях проектов
1. Информация о компании:
ЗАО «МБС-Технология», создана в 2005 г.
Компания специализируется в разработке средств диагностики различных заболеваний человека с
использованием технологий иммуноферментного анализа, ПЦР в режиме реального времени,
иммунохроматография, различные биосенсоры.
630090, Россия, г.Новосибирск, ул.Инженерная 16
www.mbu-tech.com
2.Предприятие является
o Участником кластера
o Резидентом технопарка
3. Заявка на магистрантов в соответствии с представленными проектами
Проект Разработка биосенсора на основе кварцевого резонатора
№ Наименование
Направление (факультет/кафедра, если
вуза
определены)
1
2
3
Новосибирский
государственный
университет
Новосибирский
государственный
университет
Новосибирский
государственный
университет
Факультет естественных наук/химия
Необходимое
количество
целевых мест
1
Физический факультет/ биомедицинская
1
физика
Факультет естественных
наук/молекулярная биология,
физиология, генетика, цитология
1
II Описание проекта
Структура описания проекта:
1.Описание сути проекта.
Проект заключается в разработке и проверке работоспособности биосенсора, детектирующего
взаимодействия белок-белок, ДНК-ДНК или другие. Принцип действия биосенсора заключается в
детектировании момента разрыва связи между биологическими молекулами с использованием кварцевого
резонатора. Внешний вид резонатора приведен на рисунке ниже.
Специфичность и чувствительность выявления целевых молекул белка или ДНК будет осуществляться за
счет их связывания со специфическими комплементарными белками (антитела, антигены, ДНК)
ковалентно иммобилизованными на поверхности кварцевого резонатора.
Для осуществления данного проекта будет необходимо решить следующие задачи: 1) разработать алгоритм
и принципиальную схему детекции специфического сигнала от кварцевого резонатора; 2) разработать
протокол иммобилизации специфических молекул на поверхность кварцевого резонатора; 3) провести
лабораторные испытания применимости биосенсора для выявления одного или нескольких специфических
белков в растворе; 4) провести лабораторные испытания применимости биосенсора для выявления одного
или нескольких специфических белков в сыворотке крови человека; 5) разработать схему
микрожидкостной ячейки для автоматической подачи растворов к поверхности биосенсора; 6) разработать
прототип детектирующего устройства.
С точки зрения бизнес-схемы реализации проекта (задача для инновационных менеджеров): провести
оценку трендов отрасли, найти наиболее интересную для коммерциализации нишу и разработать бизнесмодель коммерциализации технологии.
2.Краткая справка о российском и мировом уровне работ и исследований в данном
направлении
«Нанотехнологии и наноматериалы» входят в перечень критических технологий РФ. Одним из важнейших
подразделов «нанотехнологий и наноматериалов» является подраздел «Биочипы, биосенсоры и иные
технологии для биологических исследований и медицины».
Таким образом, разработка новых
методологических и технологических подходов в области детекции биомолекул, в том числе с
применением нанотехнологий, является актуальной и приоритетной задачей.
В настоящее время активные исследований в области биосенсоров проводят ведущие научно исследовательских организации РФ:
- Лаборатория биофотоники Института общей физики РАН (зав.лаб. д.ф.м.н. Никитин П.И.) разработала
оригинальные сверхчувствительные интерференционные методы и прототипы устройств для
молекулярного распознавания белковых молекул в образце путем измерения изменения толщины
молекулярного слоя в зависимости от количества осевшего на нем белка – маркера;
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, институт физической химии и
электрохимии им. А.Н. Фрумкина и ООО «Академия биосенсоров» разработали высокочувствительное
устройства
для
молекулярного
анализа
на
основе
кантилеверных
чипов;
- и проч.
- Институт физики полупроводников СО РАН и Институт биомедицинской химии им.Ореховича, и
одновременно ГНЦ РФ ФГУ НПК "Технологический центр" МИЭТ апробировали технологию сенсоров на
нанопроволочных кремниевых транзисторах.
Технологию, реализации которой посвящен проект, реализует Институт Физики полупровоников СО РАН,
в настоящйи момент создан прототип прибора и проведены первичные эксперименты по детекции
биологических молекул.
Dultsev FN, Kolosovsky EA, Mik IA. New procedure to record the rupture of bonds between
macromolecules and the surface of the quartz crystal microbalance (QCM). Langmuir. 2012, V. 2;28(39),
P. 13793-7.
Cooper MA, Dultsev FN, Ostanin VP, Klenerman D. Separation and detection of bacteria using
rupture event scanning. Anal Chim Acta. 2011, V. 702(2), P. 233-8.
Dultsev FN, Speight RE, Fiorini MT, Blackburn JM, Abell C, Ostanin VP, Klenerman D. Direct
and quantitative detection of bacteriophage by "hearing" surface detachment using a quartz crystal
microbalance. Anal Chem. 2001, V. 73(16), P. 3935-9.
3.Описание потребителей результатов проекта
В данное время рынок биосенсоров для медицинского применения является одним из наиболее больших и
развивающихся рынков IVD диагностики. Различные диагностические лаборатории заинтересованы в
появлении принципиально новых устройств и принципов выявления маркеров заболеваний, которые бы
могли позволить производить быструю и качественную диагностику у постели больного, в экстренных
заболеваниях. Использование данной технологии может решить эту проблему, а также создать задел для
разработки принципиально новых высокопроизводительных автоматических анализаторов для
централизованных диагностических лабораторий.
Потребителями результатов проекта (технологии производства биосенсоров) являются отечественные и
зарубежные предприятия – производители средств лабораторной диагностики и лабораторной техники.
4.Описание рыночной ситуации, имеющей значение для проекта
Рост численности населения Земли и увеличение числа людей, страдающих различными хроническими
заболеваниями, такими как диабет и ожирение, вызывает необходимость периодического персонального
медицинского обслуживания и приводит к росту рынка биосенсоров для медицинской диагностики. По
прогнозам компании Global Industry Analysts, Inc. в ближайшие годы ожидается существенный рост объема
мирового рынка биосенсоров, который достигнет 16.8 млрд. долларов к 2018 году. Основными областями
применения биосенсоров и сегментами данного рынка являются: Point-of-Care диагностика, мониторинг
состояния окружающей среды, сегмент научных исследований, промышленность и биобезопасность.
5. Особые потребности проекта: не более половины страницы


Необходим один магистрант с ФЕН/химия и один магистрант с ФФ на дальнейшую работу
исследователем-разработчиком, дополнительное обучение по вопросам современной лабораторной
диагностики.
Необходимо один магистрант с ФЕН на дальнейшую работу менеджером проекта, отдельные курсы
обучения, ряд которых может быть заимствован из Президентской Программы.
6. Этап реализации проекта в настоящее время (возможно отметить несколько)
o Разработка замысла
o Формирование инвестиционного проекта или других форм описания проекта
o Стадия НИР
o
o
o
o
Стадия ОКР
Выход на рынок
Увеличение доли рынка
Иное _____________________________________________________________
7. Сроки реализации проекта
o Менее 1-го года
o До двух лет
o До трех лет
o Больше трех лет
o Не определены
8. Предполагаемый уровень заработной платы магистра после трудоустройства (указать)
От 40 тыс.руб.
9.Партнеры компании в проекте
ЗАО Медико-биологический Союз
Институт физики полупроводников СО РАН
10. Предполагаемый вклад в ВРП области по итогам реализации проекта, а также иные
экономические показатели, имеющие значение для проекта
В случае успешной разработки и организации производства устройств для «домашней»
диагностики, потенциальный объем продаж составит не менее 500 млн.руб. в год.