Διδακτορικός Φοιτητής
Γεωργία Κορομπίλη

Email

korompili@materials.uoc.gr

Θέμα διδακτορικού

A Point-of-Care, Microfluidic-Based Microscanner for the Identification and Counting of Single Cells

Επιβλέπων

Χρόνης Νικόλαος, Αναπληρωτής Καθηγητής, ΤΕΤΥ, Παν/μιο Κρήτης

Επιτροπή

Χρόνης Νικόλαος, Αναπληρωτής Καθηγητής, ΤΕΤΥ, Παν/μιο Κρήτης

Χατζηνικολαΐδου Μαρία, Μόνιμη Επίκουρη Καθηγήτρια, ΤΕΤΥ, Παν/μιο Κρήτης

Αλεξόπουλος Λεωνίδας, Επίκουρος Καθηγητής, Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, , ΕΜΠ

Περίληψη

Η αδυναμία των χωρών του αναπτυσσόμενου κόσμου να παρέχουν μηχανήματα αιματολογικής ανάλυσης για την ανίχνευση και τη θεραπεία χρόνιων παθήσεων ή λοιμώξεων όπως η αναιμία, οι καρκινοπάθειες και ο ιός ανοσολογικής ανεπάρκειας οδηγούν στην επιδημιολογική παρουσία των παραπάνω ασθενειών στους πληθυσμούς των χωρών αυτών. Η ανάπτυξη φορητών συστημάτων χαμηλού κόστους για την ακριβή καταμέτρηση κυτταρικών πληθυσμών του αίματος στο χώρο του ασθενούς αποτελεί πλέον παγιωμένη ανάγκη. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύσσεται και εξετάζεται η λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος. Η χρήση του απαιτεί μία σταγόνα αίματος που εισέρχεται εντός κατάλληλα ενεργοποιημένου ρευστονικού μικροκαναλιού κατασκευασμένου με τις μεθόδους της οπτικής και μαλακής λιθογραφίας. Το κανάλι αυτό τοποθετείται σε οπτικό σύστημα μικροφακών που πραγματοποιεί σάρωση της επιφάνειας σε διάταξη διέλευσης φωτός ή ανάκλασης φωτός και φθορισμού. Ακολουθεί αυτόματη σύνθεση των λαμβανόμενων εικόνων και καταμέτρηση του δεσμευμένου πληθυσμού κυττάρων. Οι τομείς στους οποίους στηρίζεται η διατριβή αυτή είναι οι μέθοδοι μικροκατασκευής μικροηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων –MEMS– (εγχάραξη, λιθογραφία, μαλακή λιθογραφία), η μικροοπτική, η επεξεργασία εικόνας και η κατασκευή LED σε πυρίτιο για την πραγματοποίηση της διάταξης φθορισμού.

Abstract

Adapting medical technology for use at the point of care, demands the development of portable, robust and accurate systems for the early diagnosis and monitoring of a wide range of diseases. Microscopy at the point of care, fueled by recent advances in micro-optics, micro-electronics and micro-electromechanical systems, is an emerging and promising field. However, imaging devices already developed remain rather sophisticated and bulky, mainly because of failure to address the most challenging technical limitation: to combine large field-of-view (FOV) with high resolution imaging of biological specimens. To address this need, in the PhD thesis we propose a portable, optical scanning microsystem that can image - with approximately 1 μm resolution - large areas (6 mm x 40 mm) from various biological samples. This is achieved through the use of a microfabricated - 2D lens array that scans a sample in 1 direction in few minutes. The sample can be whole blood smear test or a specific cell population immobilized on the surface of a specially functionalized microfluidic chamber. It is also tested the use of the system in reflection mode and fluorescent microscopy with the integration of ring LEDs on microlens array on silicon. The fields of interest are micromachining techniques (soft lithography, photolithography, DRIE), microoptics, methods for image stitching and cell detection algorithms, LED on silicon fabrication techniques.

facebook icon