Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The recipient proposes to optimize and perform a proof of concept study that combines microfluidic and molecular assay that detect SARS-CoV-2 from saliva by a color change in 30 minutes with minimum sensitivity of 10-18 mol. The microfluidic system will contain compartments with different steps of the assay. This assay consists of reagents that aim to amplify the SARS-CoV-2 genetic material (e.g. E gene) by 10 thousand fold. The amplified genetic material should bind to 13-nm gold nanoparticles coated with complementary single stranded DNA. The color of the solution should change because the gold nanoparticle will be assembled onto the SARS-CoV-2 amplified gene. The clustering of the gold nanoparticle changes how the electrons move leading to different absorbance properties. This physical process can be visualized by the change in the solution color from red to blue of the gold nanoparticles. A positive detection occurs when the solution is blue. The team propose to develop a microfluidic chip where different chambers to control each of the diagnostic assay reactions. The team will load diagnostic formulations (consist of enzymes, salts, and gold nanoparticle-conjugates) in each chamber. Individual reactions will occur by flowing the liquid from one chamber to the next in a consumable device that can be actuated with the use of an instrument in the simplest implementation.

Le bénéficiaire propose de réaliser une étude de validation de principe qui combine un test microfluidique et moléculaire pour détecter le SRAS-CoV-2 dans la salive par un changement de couleur en 30 minutes avec une sensibilité minimale de 10-18 mol et aussi de l’optimiser. Le système microfluidique sera doté de compartiments avec différentes étapes de l’épreuve. Cette épreuve consiste en des réactifs pour amplifier le matériel génétique du SRAS-CoV-2 (par exemple le gène E) 10 000 fois. Le matériel génétique amplifié doit se lier aux nanoparticules d’or de 13 nm sur lesquelles se retrouvent de l’ADN simple brin complémentaire. La couleur de la solution doit changer, car les nanoparticules d’or s’assemblent sur le gène amplifié du SRAS-CoV-2. Le regroupement des nanoparticules d’or modifie la façon dont les électrons se déplacent, ce qui entraîne des propriétés d’absorption différentes. Ce processus physique peut être visualisé par le changement de couleur de la solution, du rouge au bleu, des nanoparticules d’or. Une détection positive se produit lorsque la solution est bleue. L’équipe propose de développer une puce microfluidique où différentes chambres permettent de contrôler chacune des réactions du test de diagnostic. L’équipe chargera des formulations de diagnostic (constituées d’enzymes, de sels et de nanoparticules d’or conjuguées) dans chaque chambre. Les réactions individuelles se produiront en faisant couler le liquide d’une chambre à l’autre dans un dispositif consommable qui peut être actionné à l’aide d’un instrument dans la mise en œuvre la plus simple.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.