«Разработка и тестирование прототипа микрофлюидной платформы для синтеза монодисперсных водных эмульсий, микро- и наночастиц для биомедицинских применений» (договор №5023ГС1/85500 от 11.07.2023) (заключительный)

Отчет 68 с., 30 рис., 0 табл., 21 источн., 4 прил. КАПЕЛЬНАЯ МИКРОФЛЮИДИКА, ПРОТОТИПИРОВАНИЕ МИКРОФЛЮИДНЫХ УСТРОЙСТВ, ЛАБОРАТОРИЯ-НА-ЧИПЕ, МЯГКАЯ ЛИТОГРАФИЯ, ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАН, МИКРОКАПЛИ, ГИДРОГЕЛЕВЫЕ МИКРОЧАСТИЦЫ, НАНОЧАСТИЦЫ Цель работы. Разработка и изготовление микрофлюидных чипов для синтеза микрокапель водных эмульсий, микрочастиц и наночастиц. Разработка микрожидкостных пневмоинтерфейсов для подключения стандартных лабораторных пробирок с реагентами к микрофлюидным чипам. Разработка системы крепления для микрофлюидного чипа и системы для пневмоинтерфейсов для обеспечения простоты настройки и герметичного подключения микрофлюидного чипа. Разработка, изготовление аппаратной части и конструкции корпуса прототипа микрофлюидной платформы. Разработка программного обеспечения для микроконтроллера прототипа микрофлюидной платформы. Сборка прототипа микрофлюидной платформы. Испытания прототипа микрофлюидной платформы на примерах синтеза водных микрокапель эмульсии, микрочастиц и наночастиц в микрофлюидных чипах. Анализ результатов испытания прототипа микрофлюидной платформы. Разработаны и изготовлены микрофлюидные чипы. Для синтеза микрокапель эмульсии создано 4 различных конструкций чипа. Для гидрогелевых микрочастиц – 4 типа. Для наночастиц – 2 типа. Разработаны микрожидкостные пневмоинтерфейсы для стандартных лабораторных пробирок 1,5 мл, 15 мл и 50 м. Разработана система крепления микрофлюидного чипа и системы для пневмоинтерфейсов для обеспечения простоты настройки и герметичного подключения микрофлюидного чипа. Разработано и проведены работы для изготовления аппаратной части и конструкции корпуса прототипа микрофлюидной платформы. В частности, создана 3D модель корпуса микрофлюидной платформы. Отработан способ изготовления деталей методом лазерной резки и гибки листового оргстекла. Разработана электронная плата для сборки и настройки всей аппаратной части. Разработано программное обеспечение для микроконтроллера прототипа микрофлюидной платформы. Собран прототип микрофлюидной платформы. Проведены испытания прототипа микрофлюидной платформы на примерах синтеза водных микрокапель эмульсии, микрочастиц и наночастиц в микрофлюидных чипах. Выполнен анализ результатов испытаний прототипа микрофлюидной платформы. Область применения: синтез новых материалов для использования в биологии и медицине, для 3D биопечати и систем тестирования лекарств, наночастицы для доставки лекарств и/или мРНК вакцин, в том числе адресной. Значимость работы оценивается высокой, так как созданный прототип решает ряд проблем по полуавтоматизированному синтезу новых материалов, особенно для приложений создания новых лекарств и тестирования лекарств. Предположения о развитии: планируются работы по привлечению дополнительного финансирования, первых продаж и создании линейки одноразовых микрофлюидных чипов. В рамках проекта создана полезная модель и подана заявка на ее регистрацию. По результатам работ были выполнены все задачи первого и второго этапа и достигнуты все технические показатели НИОКТР.