Разработка электронного модуля для управления механическими узлами прибора. Разработка электронного модуля для управления флюидными клапанами прибора. Разработка электронного модуля для управления светодиодами подсветки образца. Разработка электронного модуля для контроля датчиков уровня жидкости. Разработка центральной платы управления. Изготовление комплекта электронных плат для управления прибором. Разработка макета оптоэлектронной системы возбуждения флуоресцентного излучения. Разработка макета оптоэлектронной системы регистрации флуоресцентного излучения. Разработка макета флюидной системы. Разработка программного обеспечения для управления прибором. Разработка программного обеспечения для анализа результатов.

Объектом исследования является оптико-электронная система мультиплексного анализа биомаркеров методом иммунофлуоресцентного анализа для медицинской диагностики. Целью работы является разработка оптико-электронной системы мультиплексного анализа биомаркеров методом иммунофлуоресцентного анализа для медицинской диагностики. В ходе выполнения НИОКР необходимо решить следующие ключевые научно-технические задачи: 1. отсутствие прибора для мультиплексного анализа на открытой ОС Linux; 2. отсутствие отечественного прибора для мультиплексного анализа биомаркеров методом иммунофлуоресцентного анализа; 3. отсутствие на отечественном рынке модульной программно-аппаратной платформы на базе промышленного стандарта CAN. В результате реализации проекта будет получен опытный образец прибора мультиплексного анализа биомаркеров методом иммунофлуоресцентного анализа для медицинской диагностики. Проект направлен на импортозамещение мультиплексного анализатора биомаркеров MAGPIX производства компании Luminex, США, ушедшей с российского рынка. В ходе выполнения проекта разрабатываются основные системы прибора, конструкция прибора, программное обеспечение для управления прибором и алгоритмы анализа результатов. Прибор мультиплексного анализа биомаркеров должен обеспечивать следующие функции: 1) Автоматический забор образца для анализа из 96-луночного планшета. 2) Анализ образцов методом мультиплексного иммунофлуоресцентного анализа. 3) Мультиплексный анализ специфического связывания антител с антигенами на полимерных магнитных микрочастицах. 4) Возможность автоматической верификации с использованием калибровочных спектрально-кодированных микросфер. В процессе реализации 1-ого этапа проекта необходимо было выполнить следующие работы:  Разработка электронного модуля для управления механическими узлами прибора.  Разработка электронного модуля для управления флюидными клапанами прибора.  Разработка электронного модуля для управления светодиодами подсветки образца.  Разработка электронного модуля для контроля датчиков уровня жидкости.  Разработка центральной платы управления.  Изготовление комплекта электронных плат для управления прибором.  Разработка макета оптоэлектронной системы возбуждения флуоресцентного излучения.  Разработка макета оптоэлектронной системы регистрации флуоресцентного излучения.  Разработка макета флюидной системы.  Разработка программного обеспечения для управления прибором.  Разработка программного обеспечения для анализа результатов. В результате выполненных работ разработаны основные модули, центральная плата управления, макеты систем и часть программного обеспечения для управления и анализа. В разработке применяются следующие способы и методы: Разработка и изготовление прибора мультиплексного анализа биомаркеров методом иммунофлуоресцентного анализа состоит из нескольких ключевых этапов: разработка конструкции, изготовление макетов отдельных систем прибора, изготовление макетного образца прибора, изготовление опытного образца прибора. Разработка конструкции опытного образца прибора проводится специалистами компании Айвок по основным составным частям – флюидная, оптическая, механическая, электрическая системы. Флюидная система должна обеспечивать возможность перемещения исследуемой пробы в проточную ячейку. Флюидная система будет реализована на базе шприцевого насоса и клапанов. Оптическая система должна обеспечивать возможность получения флуоресцентных изображений спектрально-кодированных микросфер. Оптическая система реализуется на базе КМОП-камеры, для возбуждения флуоресценции используются модули светодиодов. Механическая система обеспечивает возможность фокусировки камеры, подведения магнита к измерительной ячейке и смены светофильтров, а также забора пробы из 96-луночного планшета. Механическая система реализуется на базе шаговых моторов и линейных модулей перемещения. Электрическая система обеспечивает электропитание и управление основными узлами прибора. Электрическая система реализуется в виде комплекта электронных плат, включающего центральную плату управления, платы управления механическими узлами прибора, платы управления флюидными клапанами прибора, платы управления светодиодами подсветки образца, платы контроля датчиков уровня жидкости. Прибор выполняется в корпусе, обеспечивающем защиту внутренних узлов прибора от физического воздействия. Технические характеристики разрабатываемого прибора будут превосходить характеристики прибора Luminex MAGPIX за счёт использования современных электротехнических решений и компонентов. Новизна предлагаемых решений заключается в методе мультиплексного иммунофлуоресцентного анализа (МИА), который в свою очередь основан на использовании флуоресцентных магнитных микросфер. В ходе анализа на поверхности микросфер создаются иммунокомплексы антиген–антитело с флуоресцентной меткой. Мультиплексность достигается за счёт использования флуоресцентных микросфер разных типов, которые определяются концентрацией флуоресцентных красителей. Мультиплексный иммунофлуоресцентный анализ на основе микросфер является надёжным, точным и высокочувствительным методом. В настоящее время технологии МИА позволяют одновременно детектировать до 50 патогенов в одном образце с высокой чувствительностью и достоверностью. Разрабатываемый прибор подлежит использованию в государственных и частных клинико-диагностических лабораториях, а также научно-исследовательских лабораториях и институтах, занимающихся как исследованиями в данных областях, так и непосредственно диагностикой и лечением. Экономическая эффективность разрабатываемого прибора выражается в экономии времени по сравнению с традиционными методами анализа. Мультиплексный анализ позволяет экономить время и ресурсы при проведении диагностики и научных исследований, в то время как традиционные методы анализа отнимают много времени, поскольку за время одного анализа 1-2 часа определяется только один биомаркер. Используемая же технология имеет возможность одновременного определения в одном образце биоматериала до 50 аналитов. Результаты проекта могут быть осуществлены в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах в областях: онкология, кардиология, аутоиммунные заболевания, нейродегенеративные заболевания, трансплантология, разработка вакцин и фармацевтических препаратов и др. Работы по этапу выполнены в полном объеме в соответствии с календарным планом и техническим заданием.