Back to search

NAERINGSPH-Nærings-phd

Multiplexert fluorescens Lateral Flow Optisk deteksjon av proteinbiomarkører for å overvåke hjertesviktssykdommer

Alternative title: Multiplexed Fluorescence Lateral Flow Optical Detection of Protein Biomarkers to Monitor Hearth Failure Diseases

Awarded: NOK 0.44 mill.

Project Number:

332101

Application Type:

Project Period:

2022 - 2022

Funding received from:

Organisation:

Location:

Cardiovascular diseases are the leading causes of mortality worldwide. Among them, hypertension and its pathological complications pose a major risk for heart failure and stroke. Approximately 1.1 million Norwegians live with established cardiovascular disease or a high risk of developing the disease. Although significant progress has been made in detecting cardiovascular disease-specific biomarkers, it is still unable to predict candidates at risk efficiently. Since the physiological range of these biomarkers is very low, it is essential to detect at very low concentrations in pathological conditions. Biosensors have a prominent role in developing point-of-care diagnostic instruments to a more convenient and easier-to-use for early detection of several biomarkers present in the biological fluids. As a result, there is a high demand for portable, rapid, and low-cost biosensing devices to detect cardiovascular diseases. Integration of biosensors with a microfluidic platform with multiplexed capabilities is a preponderant approach for simultaneous detection of cardiovascular biomarkers quickly and with accuracy for patient care. This project aims to develop a lateral flow assay biosensor for multiple biomarkers to measure the biomarker concentration correlated with the worsening of cardiovascular diseases. Whereas that sensitivity and specificity are crucial for detecting low biomarker concentration, the R&D challenges are the material and fabrication, biofluid flow characteristics, biochemical and multiplexed detection, and small form optical system for quantitative biomarker detection. Thus, this research project intends to increase the detection quality of biomarkers correlated to cardiovascular diseases to improve the competence and efficiency of healthcare systems. The fully developed system includes the entire process, from the fluid interaction with specific fluorophores to the quantitative fluorescence detection for immediate feedback to the physician.

Rundt 100 000 nordmenn lever for tiden med kronisk hjertesvikt. Hvert år mottar 16 000 mennesker spesialisert helsetjenester knyttet til hjertesvikt. Data fra måling av visse hjertebiomarkører i kroppsvæsker er av stor verdi for å overvåke hjertesviktstatus. N-terminal pro-B-type natriuretisk peptid (NT-proBNP) og høysensitiv troponin T (hs-TnT) er hjertebiomarkører for å evaluere og forutsi kardiovaskulære hendelser. Det er bevist at NT-proBNP og hs-TnT effektivt overvåker pasienter i forskjellige aldersgrupper og forutsier forverring innen 2-4 uker før en mulig sykehusinnleggelse. Den kliniske diagnosen sykdommer avhenger av nøyaktig vurdering av endringer i biomarkøruttrykk og entydig samtidig påvisning av ulike biomarkører, slik at diagnosen kan gjøres på tidligere stadier. Mens sensitivitet og spesifisitet er viktig for lateral flow-analysevalidering, er det noen toppmoderne FoU-utfordringer som materialer og fabrikasjon, strømningsegenskaper, biokjemisk og multipleksdeteksjon og optiske avlesningssystemer for små former som forhindrer bruk i kliniske applikasjoner. I dette forskningsprosjektet har kandidaten og Sensovann som mål å lage en optisk LFA -biosensor og en fotonisk integrert krets som kan oppdage flere biomarkører fra kroppsvæsker med skreddersydde egenskaper for å maksimere fluorescensen av bioanalysen. For å oppnå dette vil kandidaten verifisere fluorescens biosensingsmekanismer for å oppdage proteiner i spytt, undersøke de optiske egenskapene til quantum dot-protein-bindingskompleks, undersøke optiske metodeløsninger for digital påvisning av bio-nanopartikler. Teknologien kan øke utviklingen av PoC -biosensorer for å oppdage biomarkører korrelert med hjertesvikt med økt kvalitet, kompetanse og effektivitet for helse- og omsorgssystemer.

Funding scheme:

NAERINGSPH-Nærings-phd