Томские ученые разработали опытный образец печатающей головки геномного принтера

В Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) создан пьезоэлектрический дозатор, предназначенный для прецизионной подачи жидких компонентов с объемом капли от ста пиколитров при твердофазном синтезе олигонуклеотидов, сообщает пресс-служба вуза. Геномный принтер поможет в разработке дорогих лекарственных препаратов, в том числе для лечения генетических заболеваний.

Один из примеров лекарств на основе олигонуклеотидов — «Спинраза», препарат для лечения спинальной мышечной атрофии, один из самых дорогих лекарственных препаратов в мире. Первый год лечения стоит порядка семисот тысяч долларов, в последующие годы стоимость снижается вдвое.

«Для управления работой дозатора создан драйвер, который позволяет оптимизировать параметры вылетающих капель. Для одиночного дозатора отработаны режимы нанесения материалов в заданные координаты и с заданным объемом. Так как в системе используются несколько химических реактивов, в принтере будет задействовано до шестнадцати таких дозаторов — каждый для своего химического реагента», — рассказал руководитель лаборатории аддитивных технологий и инженерной биологии ТУСУРа Руслан Гадиров.

Особенности технологии синтеза олигонуклеотидов в том, что реагенты в микрореакторах не должны контактировать, а расстояние между ними при максимальной плотности синтеза не должно превышать несколько десятков микрометров.

«Пьезоэлектрический дозатор формирует капли печатного материала с определенной частотой, и для контроля необходимо дистанционно измерять такие параметры, как объем этих капель и скорость их пролета, а также прямолинейность траектории, форму капель, наличие сателлитов. Для этого разработана стробоскопическая система, которая позволяет измерять объем дозируемого печатного материала и контролировать его пролет в поле зрения данной системы, оценивая траекторию, скорость и изменение формы капли», — пояснил заведующий лабораторией телевизионной автоматики Вячеслав Капустин.

Конструкция стробоскопической системы включает матричный фотоприемник (телевизионную камеру), вход для внешней синхронизации, макрообъектив, формирующий необходимый масштаб, и светодиодную подсветку, работающую в импульсном режиме. Фотоприемник и подсветка работают синхронно с пьезоэлектрическим дозатором, синхронизация обеспечивается соответствующими импульсами, регулировка которых осуществляется управляющим устройством. В каждом кадре фотоприемника фиксируются изображения капель в одни и те же моменты пролета между фотоприемником и подсветкой.

Разработано программное обеспечение стробоскопической системы — приложение, позволяющее захватывать кадры с фотодатчика и регулировать их параметры, автоматически определяя в каждом кадре объем и координаты капель и их сателлитов, а также фиксировать все измеряемые значения.

В ближайшее время будет проведен эксперимент по полноценному твердотельному синтезу олигонуклеотидов.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.