İzmir Biyotıp ve Genom Merkezi

KURUMTANITICI YAZI

6550 sayılı yasa kapsamında kurulan Türkiye’nin ilk dört Araştırma Altyapısı’ndan birisi olan İzmir Biyotıp ve Genom Merkezi (İBG), 2014 yılından itibaren faaliyet göstermektedir. İzmir’de bilim, teknoloji ve yenilik alanında bölgesel bir çekim merkezi kurmak için emek veren Dokuz Eylül Üniversitesi mensuplarının eseri olan İBG’nin başlıca amacı, biyotıp ve genom bilimlerinde güçlü araştırmalar gerçekleştirmek, sahip olduğu insan gücü ve teknik altyapı ile sağlık ve ilaç biyoteknolojilerine dayalı ürünler geliştirmek, böylece evrensel bilime ve milli sanayimizin dönüşümüne katkı sağlamaktır.

İBG, Türkiye’nin yaşam bilimleri alanındaki en büyük ve en iyi donanımlı araştırma altyapısıdır. Yedi katlı ana binada, Kanser, Genomik ve Biyoinformatik, Kök Hücre ve Rejenerasyon, İmmünoloji ve Bulaşıcı Hastalıklar, Sinirbilim ve Biyomühendislik alanlarında temel ve translasyonel araştırmalar programı, teknolojik araştırmalar programı, endüstriyel ar-ge programı konusunda araştırmalar gerçekleştirilen modern ve ileri teknolojiler kullanılarak oluşturulan hizmet alanı bulunmaktadır.  

PROJE TANITICI YAZI

Salgın hastalıklara sebep olan mikroorganizmaların (bakteri, virüs) erken tespiti, bu hastalıkların pandemiye dönüşmeden teşhisinin yapılması açısından oldukça önemlidir. Bu bağlamda, laboratuvarımızda ölümlere dahi yol açabilecek mikroorganizmaların tespiti için yüksek hassasiyette ve belirli semptomlar gösterdiği tespit edilen hastaların bulunduğu ortamda (havaalanı, kırsal alan vb.) tanı imkânı sağlayacak taşınabilir biyosensörler geliştirmekteyiz.

Bu projede hasta örneklerinden hızlı ve yüksek doğrulukta virüs tespitinin yapabilmesini sağlayan taşınabilir, ekonomik ve kullanımı kolay bir optik biyosensör platformu geliştirilmiştir. Geliştirdiğimiz taşınabilir platform, üç ana parçadan oluşmaktadır. Platformda, yüksek hassasiyete sahip ve yüzeyi virüslere karşı yüksek spesifite gösteren antikorlarla kaplı bir plazmonik çip, bu çipi aydınlatmak için kullanılan bir LED ışık kaynağı ve çipten geçen ışığın görüntüsünü kaydetmek için kullanılan bir CMOS kamera bulunmaktadır.

Sistemde kullanılan plazmonik çip düşük maliyetli bir nano-teknoloji tekniğiyle üretilmiş olup, yüzeyinde bulunan ve saç telinden 500 kat daha küçük metalik nano-yuvalara ışığı hapsederek güçlü optik yanıtlar uyarmaktadır. Bu optik yanıtların özellikleri yüzeye bir analitin bağlanmasıyla değişmekte ve bu değişim kamera gibi bir okuma aparatıyla tespit edilerek yüzeyde bulunan analitin varlığı ortaya konmaktadır.

Nazal sürüntü yoluyla alınan örneklerin pürifiye edilmesinden sonra, örnek yine laboratuvarımızda geliştirildiğimiz bir örnek hazırlama aparatının içinde bulunan plazmonik çipin yüzeyine pipet yardımıyla damlatılır. Bu aparat, plazmonik çip yüzeyini kontrol ve sensör bölgesi olarak ikiye ayırır. Kontrol bölgesinde herhangi bir ligand bulunmamakta ve dolayısıyla herhangi bir analit kontrol bölgesine bağlanmamaktadır. Örneklerin dakika mertebesinde plazmonik çip yüzeyinde inkübasyonu sonrasında, plazmonik çip taşınabilir platforma yerleştirilerek LED ışık kaynağı altında CMOS kamera ile görüntüsü çekilir.

Başlangıçta sensör ve kontrol bölgelerinin görüntü parlaklıkları eşittir. Nazal sürüntü örneğindeki virüs, sensör bölgesinde bulunan antikorlar tarafından yakalanır. Bu nedenle LED ışık kaynağıyla aydınlatılan plazmonik çipin optik yanıtı değişir ve sensör bölgesinde görüntü parlaklığı kontrol bölgesine göre artar.

Taşınabilir platform ve örnek hazırlama aparatı gibi donanımsal bileşenlere ek olarak, sistemimiz kullanım kolaylığı sağlayan, tamamen laboratuvarımızda geliştirilmiş ve operatöre izlemesi gereken protokolü basamaklar şeklinde uygulatan bir kullanıcı arayüzüne sahiptir. Geliştirdiğimiz kullanıcı arayüzünde bulunan bir algoritma kullanılarak, elde edilen plazmonik çip görüntüsünde bulunan sensör bölgesindeki virüslerden kaynaklı görüntü parlaklığı değişimi belirlenir ve operatöre incelenen örnekteki virüsün varlığı bildirilir.

Geliştirdiğimiz cihaz üniversaldır. Teknolojinin antikor temelli olması sayesinde herhangi bir karakterizasyon çalışmasının yapılmasına gerek kalmadan, kullanılan plazmonik çiplerin yüzeyinin tespit edilmesi istenen virüslere afinite gösteren antikorlarla kaplanmasıyla, COVID-19 gibi ortaya çıkan yeni bir virüs temelli hastalığa hızlı bir şekilde adapte edilebilmektedir.

Sistemimizin domuz gribine sebep olan H1N1 virüsünün tespite yönelik uygulaması yerel basın tarafından büyük bir ilgiyle karşılanmış ve ulusal kanallarımızda canlı yayın ve haberlerde, virüs kaynaklı hastalıkların (COVID-19, SARS vb.) önüne geçilebilmesi için önemli bir adım olduğunun altı çizilmiştir.

https://www.milliyet.com.tr/pembenar/galeri/izmirde-buldular-5-dakikada-domuz-gribini-tespit-edecek-6133237/2

Geliştirdiğimiz teknoloji birçok yenilikçi yönüyle günümüzde kullanılan yöntemlere göre birçok avantaja sahiptir:
ꟷ     Günümüzde kullanılan test yöntemleriyle eşdeğer hassasiyet ve doğruluğu, avuç içi küçüklüğünde taşınabilir bir platformda sağlamaktadır.
ꟷ     Hasta olduğu düşünülen bireyin bulunduğu lokasyonda 5 dakika gibi kısa bir sürede test sonucunu vererek, virüs temelli hastalıkların pandemiye dönüşmeden semptomların görüldüğü yerde anında test yapılmasını sağlamaktadır.
ꟷ     Optik tabanlı test platformu, örnek hazırlama aparatı ve kullanıcı uygulamasıyla örnek hazırlama, testlerin yapılması ve test sonucu raporlaması gibi basamakların tamamını tek bir entegre platformda yapabilmektedir.
ꟷ     Virüs tespitine yönelik yöntemlere göre hem donanımsal hem de yazılımsal açıdan kullanım kolaylığıyla eğitimli profesyonellere ihtiyaç duymadan opere edilebilir.