Sistema Diagnostico MicrobScan

L’ elevata efficienza ed i principali vantaggi costo/beneficio del dispositivo diagnostico MICROBSCAN rispetto a sistemi che utilizzano piattaforme standard derivano da una fase di ricerca che ha consentito di sviluppare una tecnologia innovativa finalizzata al miglioramento delle performance e della robustezza delle tecniche di diagnostica molecolare.

Il principio che ha guidato la ricerca e la progettazione del dispositivo diagnostico MICROBSCAN (MS100) è stato quello di ottenere sensibilità prossime alla massima sensibilità teorica (una singola molecola di DNA) indipendentemente dal tipo di microrganismo e/o dal tipo di campione clinico in cui è contenuto.

L’elevato grado di purezza degli acidi nucleici estratti determina una efficienza ottimale delle reazioni di amplificazione (PCR / RT-PCR) consentendo la messa a punto di test multiplex estremamente sensibili a partire da quantità ridotte di campione.

La strumentazione MICROBSCAN-KAIROS integra tutte le fasi del processo analitico:

• Identificazione dei campioni mediante lettura automatizzata del bar code
• Estrazione e purificazione degli acidi nucleici
• Preparazione della piastra PCR mediante l’introduzione degli acidi nucleici e della miscela di reazione contenente primers, sonde fluorescenti, enzimi e controllo interno
• Identificazione dell’agente patogeno mediante qPCR multiplex
• Interpretazione del segnale analitico mediante un software dedicato che consente la visualizzazione delle curve di amplificazione, la generazione di un report finale, l’invio dei risultati al LIS
• Controllo di qualità, mediante specifici sensori, di tutte le fasi del processo

I benefici derivanti dalla nuova tecnologia derivano dai suoi elementi innovativi:

Nuova cella di estrazione microfluidica – costituita da:

a) Un compartimento superiore per contenere il campione, le particelle magnetiche, i reagenti necessari per l’estrazione degli acidi nucleici ed ottenere una rimozione efficiente degli inibitori della PCR;

b) Un compartimento capillare (volume 5-10 μl), per consentire la movimentazione e l’esatto posizionamento di particelle magnetiche immerse in ridotti volume di liquido, per consentire la concentrazione degli acidi nucleici ed il loro trasferimento ad una strumentazione analitica.

Per parallelizzare il processo e facilitarne l’automazione, la geometria della cella è stata replicata in un modello ortogonale (array) per formare una cartuccia di estrazione composta da 24-192 celle. L’incremento di sensibilità dovuto alla geometria innovativa è pari a 1-2 ordini di grandezza.

Automazione/miniaturizzazione del processo.

La cartuccia di estrazione è stata progettata per poter essere inserita in un modulo robotico che contiene tutti gli elementi funzionali necessari all’estrazione / purificazione degli acidi nucleici (dispensazione/aspirazione liquidi, controllo temperatura, vibrazione, campi magnetici variabili, etc).

Questo ha consentito:

a) di aumentare il grado di purificazione degli acidi nucleici (incremento dei cicli di lavaggio)

b) ridurre del 70% l’utilizzo dei puntali monouso

c) caricare un numero di puntali sufficienti per tre sedute da 96 campioni

d) caricare una quantità di soluzioni di lavaggio che consente circa 1000 estrazioni

Scalabilità/modularità.

La strumentazione può essere facilmente dimensionata con l’aggiunta di moduli aggiuntivi a seconda del numero di campioni che deve essere analizzato in 24 ore.

a) Per routine piccole (fino a 144 campioni/12 ore): strumentazione KAIROS-24

b) Per routine medie (fino a 600 campioni/12 ore): strumentazione KAIROS-96

c) Per routine medio-grandi (fino 1800 campioni/12 ore): strumentazione KAIROS-384 (in fase di sviluppo)

Incremento degli standard qualitativi di tutte le componenti meccaniche ed elettroniche per consentire:

a) Componenti elettromeccaniche completamente sigillate per consentirne una rapida sterilizzazione ed evitare il rilascio di materiali contaminanti

b) Incremento della precisione di posizionamento degli assi meccanici <10-20μm (sistema di posizionamento assoluto che non richiede calibrazioni)

c) Componenti resistenti all’usura generata dall’utilizzo H24 delle strumentazioni.

Grazie a queste caratteristiche, è previsto un breve controllo ogni 600 sedute (o sei mesi). Dopo 6000 sedute analitiche la strumentazione richiede un intervento di manutenzione straordinaria per la sostituzione preventiva di alcune componenti