Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка комплектов мембранных носителей для транспортировки (хранения) биологического материала и технологии их использования в ветеринарной лабораторной диагностике и эколого-эпизоотологическом мониторинге.

Номер контракта: 14.578.21.0010

Руководитель: Кондаков Сергей Эмильевич

Должность: null

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
сухие пятна биологических жидкостей, пористые мембранные материалы, ветеринарная диагностика, наноматериалы, системы хранения и транспортировки биопроб, импортозамещение

Цель проекта:
Проект направлен на разработку отечественной системы пробоподготовки, хранения и транспортировки образцов биологических жидкостей животных (кровь, сыворотка крови, моча и т.д.), основанной на получении сухих образцов биоматериала, сорбированных на специальных мембранных носителях с целью проведения соответствующего анализа в ветеринарных лабораториях.

Основные планируемые результаты проекта:
В настоящее время на рынке мембран для DBS безальтернативно присутствуют американские компании (Wathman и др.) предлагающий спектр продукции на основе высокочистой целлюлозы. В мире наблюдается взрывной интерес к возможности использования технологии сухих пятен крови (dry blood spot). За последние несколько лет в печати по этой теме появилось больше работ чем за все предшествующие десятилетия. Поэтому разработка отечественной системы, аналогичной и превосходящей по ряду физико-химических свойств мембран, системы мембранных носителей сухих образцов биологического материала позволит в первую очередь решить проблему импортозамещения уже использующихся в РФ в ряде анализов импортных DBS карт.
Авторским коллективом проекта предложен и запатентован другой тип мембран, функционально отличающийся от имеющихся на рынке. На основе имеющегося задела были разработаны и запатентованы комплекты (карточки), позволяющие использовать данную технологию не только для крови но и для других биологических жидкостей.
Основной технической задачей предлагаемого проекта является проверка возможности использования существующих на ветеринарном рынке диагностикумов для получения количественных и полуколичественных воспроизводимых результатов измерений при анализе биологического материала получаемого при десорбции с разработанных мембран.
В результате реализации данного проекта будет создана и опробирована отечественная система пробоподготовки, хранения и транспортировки образцов биологических жидкостей животных (кровь, сыворотка крови, моча и т.д.), на основании сухих образцов биоматериала, сорбированных на специальных мембранных носителях, для проведения лабораторных диагностических анализов в ветеринарии.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечным продуктом ПНИР, выполняемых в этом проекте, является практическая апробация в ветеринарии и эпизотологии отечественной системы для получения сухих образцов биологического материалов.
Авторским коллективом проекта предложен и запатентован другой тип мембран, функционально отличающийся от имеющихся на рынке. На основе имеющегося задела были разработаны и запатентованы комплекты (карточки), позволяющие использовать данную технологию не только для крови но и для других биологических жидкостей.
Основной технической задачей предлагаемого проекта является проверка возможности использования существующих на ветеринарном рынке диагностикумов для получения количественных и полуколичественных воспроизводимых результатов измерений при анализе биологического материала получаемого при десорбции с разработанных мембран, выяснение технических ограничений применимости данной технологии в различных видах анализов.
В результате реализации данного проекта будет создана и опробирована отечественная система пробоподготовки, хранения и транспортировки образцов биологических жидкостей животных (кровь, сыворотка крови, моча и т.д.), на основании сухих образцов биоматериала, сорбированных на специальных мембранных носителях, для проведения лабораторных диагностических анализов в ветеринарии.
Подобные системы на основе импортных ДБС карточек применяются ООН для мониторирования распространения особо опасных инфекций и в популяционных исследованиях, но в ветеринарии такие работы пока в мире не проводились.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Реализация данного проекта позволит без существенных материальных затрат поднять уровень ветеринарной диагностики на качественно новый уровень. Разрабатываемая технология позволит не меняя процедуры анализов в лабораториях обеспечить сбор, доставку и хранение биологических образцов без применения холодовой цепи, что резко снижает затраты на оценку эпизотологической ситуации и мониторирования распространения опасных заболеваний в сельском хозяйстве.
Дальнейшее развитие данного направления может привести к созданию аналогичной системы в практическом здравоохранении, после проведения соответствующих регламентированных испытаний, что позволит обеспечить качественной медицинской диагностикой отдаленные населенные пункты РФ, т.к. образцы в виде сухих пятен могут быть доставлены в лабораторию обычной почтой.
Аналогичные системы в настоящее время активно разрабатываются в основном в США и ЕС и уже используются в программах ООН, например по мониторированию распространения ВИЧ на африканском континенте. В настоящее время аналогичные программа по мониторированию распространения СПИДа (ВИЧ) и туберкулеза разрабатываются и в РФ.
Перспективной областью использования разрабатываемых мембран является использование для применения в доклинических исследованиях фармацевтических препаратов, изучения фармкинетики и т.д.

Текущие результаты проекта:
В соответствии с календарным планом и техническим заданием на втором этапе были выполнены работы, включающие как теоретические, так и экспериментальные исследования по новому научно-прикладному направлению исследований, основанному на технологии получения сухих пятен крови (Dried Blood Spots) и других биологических жидкостей для использования в области ветеринарии, медицинской диагностики, фармакокинетических и генетических исследованиях. Разработана и утверждена техническая документация на макеты комплектов мембранных носителей (МКМН) для получения, хранения и транспортировки сухих образцов биологических материалов, включающая технические условия на МКМН для получения, хранения и транспортировки сухих образцов крови птиц, Технические условия на МКМН для получения, хранения и транспортировки сухих образцов биологических жидкостей млекопитающих для последующего проведения различных видов анализа.
В соответствии с разработанной на предыдущем этапе работы эскизной конструкторской документацией на МКМН изготовлены опытные образцы МКМН для получения, хранения и транспортировки сухих образцов биологических жидкостей птиц и млекопитающих, составлены акты о проведении соответствующих работ.
На основании предварительного изучения сорбционных и других физико-химических свойств мембранных носителей разработаны Методики получения различных видов биоматериалов в виде сухих пятен с использованием МКМН для хранения и транспортировки получаемых образцов с сохранением их функциональных свойств при последующем проведении различных видов анализа (ИФА, ПЦР и др. виды анализа). Образец крови (сыворотки, или других биологических жидкостей) наносят на пористый мембранный носитель закрепленный в рабочей карточке в виде полоски с нанесенными на ней маркерами ограничивающими одинаковую площадь, входящей в состав набора, карточку высушивают на воздухе, помещают в герметичный полиэтиленовый пакет с осушителем и в таком виде транспортируют в лабораторию, где в дальнейшем проводят экстракцию анализируемого вещества и анализ на выявления в образце биологически активных веществ одним из известных
стандартизованных методов.
Исследована возможность проведения иммуноферментного и других видов анализа с использованием технологии получения сухих пятен крови и других биологических жидкостей.
Проанализированы различные возможные способы десорбции высушенного биологического материала и перевода его в растворимую форму для проведения дальнейшего анализа и выявления в нем присутствующих антигенов. На примере ряда биологических жидкостей (кровь, сыворотка, молоко) разработаны методики получения жидких образцов путем смыва сухих пятен с использованием МКМН для последующего проведения различных видов инструментального анализа.
Разработаны методики изучения стабильности биологических жидкостей, содержащих различные типы антигенов и возбудителей инфекционных заболеваний, полученных в сухом виде на основе МКМН в зависимости от времени и условий хранения.
С использованием разработанных методик проведено изучение стабильности различных видов биологически-активных веществ. Показано увеличение стабильности некоторых белковых антигенов при повышенных температурах при использовании высушенных на мембранных носителях биологических жидкостей. Результаты проведенных экспериментов оформлены в виде соответствующих протоколов испытаний.
В полевых условиях проведен отбор биоматериала, содержащего биологически активные компоненты различной структуры и возбудителей инфекционных заболеваний в виде нативных жидких образцов и в сухом виде с использованием соответствующих МКМН в количестве 2200 образцов.
Разработанная методика изучения стабильности использована для изучения стабильности компонентов инфицированной крови для последующего проведения ПЦР анализа 10 нозологий.
По результатам проведенной индустриальным партнером работы подготовлены рекомендации для улучшения потребительских свойств разработанных МКМН. Начаты работы по подготовке учебно-методических материалов по разрабатываемой технологии для внедрения в учебный процесс переподготовки практикующих ветеринарных врачей.
На прошедшей международной агропромышленной выставке "Золотая осень 2015" работа "Разработка комплектов мембранных носителей для транспортировки (хранения) биологического материала и технологии их использования в ветеринарной лабораторной диагностике и эколого-эпизоотологическом мониторинге" представленная совместно МИСИС и индустриаальным партнером была награждена золотой медалью в категории лучшая разработка в области ветеринарной диагностике и почетным дипломом Минестерства Сельского Хозяйства РФ.