Tým z VŠCHT získal za biosenzor kreatininu první místo v mezinárodní soutěži SensUS

Zadání letošního ročníku soutěže SensUS se zaměřovalo na onemocnění ledvin a úkolem bylo sestrojit senzor, který by dokázal kontinuálně detekovat množství kreatininu v tkáňovém moku. Takové zařízení by ve finální podobě mohlo pomoci pacientům, kterým hrozí akutní selhání ledvin, nemoc, která ročně zasáhne více než 13 milionů lidí po celém světě. Při poškození ledvin hladina kreatininu výrazně vzrůstá. 

„Pacienti trpící onemocněním ledvin mají často ztížený život častými kontrolami, odběry krve a nutností navštěvovat nemocnici. To může být časově náročné a vyčerpávající. Pokud by měli možnost monitorovat své zdraví z pohodlí domova, tak by mohla být výrazně zlepšena kvalita jejich života. Během vývoje jsme se inspirovali glukosovými senzory, které jsou již miniaturizovány tak, že je pacienti nosí na paži a podávají jim automaticky informace o hladině glukosy přímo do aplikace v mobilním telefonu,“ říká účastník českého týmu Jiří Kohout.

Celkem se letos účastnilo 18 týmů z univerzit z celého světa. Tři univerzity se účastnily z Nizozemska a Německa, dva zástupce měly Spojené státy americké a jednou univerzitou byly reprezentovány Čína, Česká republika, Belgie, Kanada, Švýcarsko, Dánsko, Portugalsko, Španělsko, Velká Británie a Francie. 

Soutěžilo se ve 4 kategoriích: 

▪ Analytical Performance – hodnocení sestrojeného prototypu, jeho řešení a funkčnosti 

▪ Innovation – hodnocení samotného nápadu a jeho originality 

▪ Translation Potential – hodnocení sestaveného business plánu a možnosti převodu technologie do praxe 

▪ Public Inspiration – hodnocení popularity týmu na základě veřejného hlasování 

Česko je zlaté

Český tým z VŠCHT, který byl historicky prvním týmem, který se soutěže zúčastnil, získal první místo v hlavní kategorii Analytical Performance. Na druhém místě ve stejné kategorii se umístil domácí tým z TU Eindhoven a třetí pozici obsadil tým reprezentující Švýcarsko. Výsledky jsou zatím dostupné pouze jako záznam z živého přenosu na oficiálním YouTube kanálu SensUs. 

S iniciativou zúčastnit se soutěže přišel Daniel Křížek, který se o soutěži dozvěděl na své zahraniční stáži v Nizozemsku. Dle jeho slov mu nepřišlo, že by se studenti ze zahraničních týmů v principu lišili od studentů u nás, a tak se rozhodl založit český tým na VŠCHT. 

Soutěžní tým byl složený z 13 studentů bakalářských a magisterských programů, a protože je vývoj biosenzoru mezioborová disciplína, pocházeli členové týmu z různých fakult VŠCHT Praha, od technologů přes chemické inženýry až po biochemiky. Někteří během roku dokončovali svou diplomovou práci a konali státní závěrečnou zkoušku, jiné naopak teprve čekalo jejich první zkouškové období. 

Pacienti trpící onemocněním ledvin mají často ztížený život častými kontrolami, odběry krve a nutností navštěvovat nemocnici. To může být časově náročné a vyčerpávající. Pokud by měli možnost monitorovat své zdraví z pohodlí domova, tak by mohla být výrazně zlepšena kvalita jejich života. Během vývoje jsme se inspirovali glukosovými senzory, které jsou již miniaturizovány tak, že je pacienti nosí na paži a podávají jim automaticky informace o hladině glukosy přímo do aplikace v mobilním telefonu. 

Biosenzor z VŠCHT

Od samého počátku byl tým podporován domovskou institucí finančně i organizačně – například přístupem do několika laboratoří či poskytnutím konzultací s akademickými pracovníky. Podporu získal i od některých dalších institucí (např. od Fyzikální ústavu AV ČR a Univerzity Pardubice) či firem.

Biosenzor z VŠCHT využívá průtočný systém s kaskádou enzymů, které přeměňují kreatinin za vzniku peroxidu vodíku. Ten je dále detekován pomocí redoxní reakce na přítomné elektrodě. 

„V průběhu vývoje našeho zařízení jsme se samozřejmě potýkali s mnoha problémy. Většina času, který jsme na vývoj prototypu měli, probíhala souběžně s normálním vysokoškolským režimem. V kombinaci s faktem, že jsme na vývoj měli pouze necelý rok, to není jednoduchá věc, obzvlášť proto, že většina z nás předtím s biosenzory neměla žádné zkušenosti,“ uvedl pro portál Vědavýzkum.cz jeden z členů týmu, Jiří Kohout, a s úsměvem dodal: „Do začátku to tedy chtělo spoustu odhodlání a také vyměnit svůj volný čas za čtení článků a konzultace s odborníky. V laboratoři to nebylo o nic snazší – jak to tak bývá, většinou se po vyřešení jednoho problému ihned objevilo několik dalších.“

Co bude s biosenzorem dál?

„Prvotní prototyp biosenzoru ještě není dokončený a není ani dostatečně malý pro potenciální nošení a využití v praxi, ale určitě na něm chceme dále pracovat,“ uvedl Jiří Kohout. 

Tým z VŠCHT bude biosenzor dále vyvíjet i z toho důvodu, že téma soutěže na příští rok zůstává stejné s rozšířeným zadáním. „Co s hotovým prototypem bude po skončení soutěže, je zatím ve hvězdách, ale naší vizí zůstává vytvořit zařízení, které by mohlo být jednoho dne dostupné široké veřejnosti a pomáhat tam, kde je třeba,“ uzavírá Jiří Kohout.

 

Autor: Martina Kurfirstová (Vědavýzkum.cz)  

Zdroj: (Vysoká škola chemicko-technologická v Praze)