Cantilever systems for the next generation of biomechanical sensors

Promotie: dhr. M. Lazzarino, 9.00 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Cantilever systems for the next generation of biomechanical sensors

Promotor(s): prof.dr. P. Rudolf

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Ieder interactief systeem gebruikt apparaten om informatie over de omgeving te verkrijgen. Ook de mens gebruikt apparaten om zijn omgeving te onderzoeken; tast- en gehoor-apparatuur voor mechanische impulsen, zicht- voor elektromagnetische en smaak- en reuk- voor chemische eigenschappen. Het gaat om thermometers, microfoons, ccd camera’s, enzovoort: allemaal sensoren die onze waarnemingsmogelijkheden vergroten, prestaties verbeteren en soms zelfs de mens vervangen in autonome systemen.

In de laatste decennia is door de opkomst van nano- en biotechnologie de ontwikkeling van chemische sensoren, in het bijzonder biosensoren, in een stroomversnelling geraakt. Biosensoren worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een biologische component (bv. een antilichaam, enzym of DNA molecuul) die een interactie aangaat met het te detecteren chemische element. Deze interactie wordt omgezet in een macroscopisch signaal welke vervolgens kan worden uitgelezen door een mens of machine. In ons dagelijks leven zijn biosensoren al terug te vinden in de vorm van zwangerschapstesten en glucosemeters, maar ook in minder opvallende toepassingen zoals voedsel- en waterveiligheid.

Er zijn echter nog vele gebieden, in het bijzonder in de geneeskunde, waarin biosensoren een belangrijke rol kunnen spelen. In geval van ziekte (eenvoudige griep of allergie tot levensbedreigende kanker) produceert ons lichaam biologische markers, eiwitten, die inzicht kunnen geven in wat er zich in ons lichaam afspeelt. Daardoor kan er een betere inschatting worden gemaakt van de prognose en kan de therapie mogelijk specifiek op de patiënt worden afgestemd. Helaas is vaak niet bekend welke markers een rol spelen, en als dit wel bekend is, is de detectie veelal zeer kostbaar of zelfs niet mogelijk.

‘Er is dringend behoefte aan veilige, robuuste, goedkope, draagbare en eenvoudige biosensoren die ons helpen zowel de rol van een biomarker te begrijpen, als hun detectie mogelijk te maken,’ zegt Marco Lazzarino. In zijn proefschrift beschrijft hij geen complete biosensor, gereed om te worden ingezet bij de behandeling van patiënten. ‘Dat zou een enorme inspanning vereisen, alleen betaalbaar voor een grote farmaceutische partij. Maar ik stel wel een aantal nieuwe concepten voor. Daarnaast heb ik vragen gesteld en een technische oplossing besproken om deze te beantwoorden.’

Marco Lazzarino ((Italië, 1966) studeerde natuurkunde in Genua. Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met het TASC laboratorium in Triëst en gefinancierd door de Italiaanse onderzoeksorganisatie CNR. Lazzarino werkt coor CNR-IOM in Triëst.