MIRACLE: Multi-modal Integrated Real-time Analyte Characterization for Living in vitro Environments

Project No.: 1.1.1.3/1./24/A/156

Period: 1st May 2025– 30 April 2027

Project costs: 855505 EUR

Cooperation partner: Institute of Solid State Physics, University of Latvia

‍

Project MIRACLE aims to develop a real-time monitoring platform of critical analytes in organ-on-chip models by integrating multi-modal sensors into a disposable add-on container based on optical fluorescence quenching and impedance spectroscopy. The proposed solution will integrate optical sensing for oxygen, glucose, and pH, as well as impedance spectroscopy for tissue integrity monitoring. Optical sensors will be embedded in a single-use container, providing an efficient and scalable platform for advanced monitoring without compromising the physiological relevance of the model. The impedance spectroscopy unit will be integrated into the manifold of Cellbox Labs instrument thus providing a comprehensive next generation organ-on-chip platform. This project will address critical gaps in current organ-on-chip technology, including the absence of real-time monitoring for vital parameters that significantly affect cellular viability and experimental outcomes. 

‍

MIRACLE: Multimodāla integrēta reāllaika analītu raksturošana dzīvās in vitro vidēs

‍

Projektaidentifikācijas Nr.: 1.1.1.3/1./24/A/156

Projekta izpildestermiņš: 2025. gada 1. maijs – 2027. gada 30. aprīlis

Projekta kopējaisfinansējums: 855 505 EUR

Projekta sadarbības partneris:Latvijas Universitātes Cietvielu fizikasinstitūts

‍

Projekta MIRACLE mērķis ir izstrādāt reāllaika monitoringa platformu kritiskiem analītiem orgānuuz čipa modeļos, integrējot multimodālus sensorus vienreizlietojamā papildinājuma tvertnē, kas balstīta uz optiskās fluorescences dzēšanu un impedances spektroskopiju. Piedāvātais risinājums ietvers optisko noteikšanu skābeklim, glikozei un pH, kā arī impedances spektroskopiju audu integritātes uzraudzībai. Optiskie sensori tiks iestrādāti vienreizlietojamā tvertnē,nodrošinot efektīvu un mērogojamu platformu progresīvai monitorēšanai,nesamazinot modeļa fizioloģisko atbilstību. Impedances spektroskopijas vienībatiks integrēta Cellbox Labs instrumenta sadalītājā, tādējādi nodrošino tvisaptverošu nākamās paaudzes orgānu uz čipa platformu. Šis projekts risinās kritiskus trūkumus pašreizējās orgānu uz čipa tehnoloģijās, tostarp reāllaika monitoringa trūkumu svarīgiem parametriem, kas būtiski ietekmē šūnu dzīvotspēju un eksperimentālos rezultātus. 

‍

01.05.2025.- 31.07.2025.

Projekta ietvaros uzsākts aktīvs darbs gan pie īstenošanas, gan vadības aktivitātēm. Šajā posmā projekta aktivitāšu ietvaros  veikta lietotāju vajadzību izpēte un apkopots sākotnējais lietotāju atsauksmju kopums, uz kura pamata tika izstrādāts pirmais funkcionālais specifikācijas uzmetums. Tika radīts sākotnējais rezervuāra dizains, kurā izmantots termoplastisks materiāls ar pārklājumu no elastīga TPE materiāla, lai nodrošinātu efektīvu integrāciju ar šķidruma padeves kolektoru. Tāpat arī  sadarbībā ar partneri Nīderlandē tika veikti pirmie konceptuālie eksperimenti, izmantojot komerciāli pieejamus signāla ģeneratorus un analīzes platformas, lai validētu pieeju impedances spektroskopijas signālu pārvadei. Šo testu rezultātā tika izstrādāti pirmie daudzkanālu kolektora dizaini ar skrūvējamiem, elektriski izolētiem un zemētiem elektrodiem, kas piemēroti precīziem mērījumiem.

‍

Informācija ievietota 31.07.2025.

‍

‍

01.08.2025.- 31.10.2025.

Projekta ietvaros tikusi veikta rezervuāra prototipēšana- tā tiek tiek turpināta divos virzienos: pirmkārt, saskarnes slāņa izstrāde rezervuāru blīvēšanai ar Ultem kolektoriem, otrkārt, atvilkuma leņķu optimizācija spiedliešanas formām.

Tāpat tiek turpināts darbs pie galvenā kolektora PCB dizaina, kur tiek veiktas optimizācijas gan shēmplates dizainā, gan programmaparatūrā. Mērķis ir palielināt I2C komunikācijas ātrumu un novērst kļūdas, kas citādi varētu izraisīt TEER signāla dreifu turpmākajos darbos.

Paralēli tiek veikta ehnoloģiju tiesību (nemateriālo aktīvu) iegūšana, apstiprināšana un aizstāvēšana.

‍

Informācija ievietota 31.10.2025.

‍

‍

01.11.2025.- 31.01.2026.

Pārskata period aliakā ir pabeigts darbs pie patēriņa komponentes dizaina un pašlaik tiek izvērtēti veidnes konstrukcijas risinājumi. Tāpat ir pabeigts darbs pie PCB dizainiem un iesniegti pasūtījumu daudzslāņu zemētajai platei. Arī impedances spektroskopijai paredzētie mehāniskie mezgli ir pabeigti, pasūtīti un pārbaudīti.

Turpinās darbs pie pretenziju pārformulēšanas un potenciālās atbildes gatavošanas EPO meklējumam.

‍

Informācija ievietota 31.01.2026.

‍

‍