OPT iGEN SANITAS “Nauka dla społeczeństwa w czasie występowania zagrożeń epidemiologicznych” to projekt, którego celem jest opracowanie systemu wczesnego ostrzegania o możliwości wystąpienia ogniska choroby zakaźnej. W rozwiązaniu zastosowano czujniki biofotoniczne do wykrywania markerów wirusa SARS-CoV-2 w ściekach. Projekt jest realizowany dzięki funduszom z Ministerstwa Edukacji i Nauki z programu Nauka dla Społeczeństwa i ma charakter interdyscyplinarny. W skład zespołu projektowego wchodzą przedstawiciele 5 wydziałów Politechniki Gdańskiej: Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki,  Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska, Wydziału Chemicznego, Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej oraz Wydziału Zarządzania i Ekonomii. 

Cząstkowe rezultaty projektu

Głównym rezultatem projektu jest zaprojektowanie i zbudowanie prototypu czujnika światłowodowego, który będzie reagował na obecność przeciwciał SARS-Cov-2 w różnych środowiskach. “Na tę chwilę sprawdziliśmy poprawność działania opracowanego systemu na próbkach rzeczywistych ścieków. Biorąc pod uwagę, że jesteśmy na półmetku projektu, to jest to sukces, będący efektem szeregu prac laboratoryjnych, które prowadziliśmy intensywnie w przeciągu ostatniego roku” - informuje dr hab. inż. Małgorzata Szczerska, prof. uczelni, kierownik projektu z Katedry Metrologii i Optoelektroniki WETI PG. Projektowanie rozwiązania wiąże się jednak z wyzwaniami. “Pierwszy raz w pracy zajmowałam się detekcja biomarkerów w próbkach ścieków. Jest to bardzo złożona matryca zarówno pod względem optycznym jak i biologicznym, więc przede wszystkim materiał pomiarowy był wyzwaniem. Problemy udało się pokonać poprzez wykorzystanie bardzo zaawansowanych biotechnologicznych warstw czujnikowych oraz sztucznej inteligencji. Dzięki dołączeniu do zespołu Pana Kacpra Cierpiaka, który pomógł w implementacji metod uczenia maszynowego do analizy sygnałów pomiarowych, mogliśmy w znaczący sposób zwiększyć jakość klasyfikacji wyników pomiarowych” - dopowiada. 

Zestaw do wykrywania wirusa SARS-CoV-2 został objęty ochroną patentową pod numerem P.243333. “Wynalazek ten to kompletny zestaw do wykrywania wirusa SARS-CoV-2, z zaawansowaną głowicą pomiarową sprzężoną z sprzęgaczem światłowodowym, źródłem światła oraz analizatorem widma optycznego. Głowica pomiarowa to mikrostruktura fotoniczna ze sfunkcjonalizowaną chemicznie oraz biologicznie powierzchnią. Zarówno zestaw pomiarowy, jak i metoda funkcjonalizacji są chronione.” - precyzuje dr inż. Paweł Wityk z Katedry Biotechnologii Molekularnej i Mikrobiologii na Wydziale Chemicznym PG.

Rezultaty projektu OPT iGEN SANITAS mają szansę poprawić bezpieczeństwo mieszkańców miast ale też pracowników w dużych biurowcach, w których to ludzie szybko zarażają się od siebie nawzajem. Na spotkaniach z biznesem zauważyliśmy duże zainteresowanie pracodawców, i właścicieli nieruchomości. Dbanie o zdrowie i bezpieczeństwo społeczności powoli staje się nie tylko hasłem marketingowym, ale jednym z kluczowych aspektów działalności firm i instytucji. - informuje dr hab. Małgorzata Gawrcyka, prof. uczelni, Dziekan Wydziału Zarządzania i Ekonomii, a zarazem ekspertka w ds. rynku pracy. 

Publikacje 

Podczas realizacji projektu dr hab. inż. Małgorzata Szczerska, prof. uczelni, dr inż. Paweł Wityk oraz dr Paulina Listewnik upowszechnili najnowsze badania dotyczące interakcji między światłem a materiałem biologicznym w Journal of BioPhotonics. W publikacji The SARS-CoV-2 specific IgG antibodies biophotonic sensor wyjaśniono zasadę działania biofotonicznego czujnika immunoglobuliny G (IgG) specyficznego dla koronawirusa zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2), który jest oparty na jednomodowym włóknie telekomunikacyjnym. W artykule pt. Impact of temperature on optical sensing in biology based on investigation of SARS-CoV-2, przedstawiono badanie wpływu temperatury na wykrywanie próbek biologicznych.

I Sympozjum Naukowe Tech4Health

W dniach 19-21 lipca 2023 roku zorganizowano I Sympozjum Naukowe Tech4Health. Jego celem było podkreślenie znaczenia nauki dla postępu społecznego, rozwoju technologicznego, ochrony środowiska i poprawy jakości życia. Wydarzenie zostało zorganizowane przez Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki oraz Wydział Zarządzania i Ekonomii PG. W jego trakcie odbyły się prezentacje naukowe, panele dyskusyjne oraz warsztaty, w których młodzi i doświadczeni naukowcy mieli możliwość przedstawienia swoich badań i wyników pracy. W dyskusjach poruszane były tematy związane z technologią i nauką oraz jej rolą w społeczeństwie, etyką badań naukowych, komunikacją naukową i zrównoważonym rozwojem.

Zrealizowane Sympozjum jest związane nie tylko z projektem OPTiGEN SANITAS,  ale też z działalnością nowego Laboratorium o nazwie Tech4Health będącego częścią jednego z centrów naukowych Politechniki Gdańskiej - Centrum BioTechMed. 

Konferencje

Projekt i jego rezultaty zostały również zaprezentowane podczas kilku konferencji o międzynarodowym zasięgu. 

  • W dniach 15-18 czerwca 2023 na konferencji "The 2nd Spring Biophotonics Conference" (SBC2023) w miejscowości Espinho w Portugalii.
  • W dniach 13-15 stycznia 2023 w trakcie konferencji „Nano and Material Science” organizowanej przez Nanyang Technological University w Singapurze oraz IEEE.
  • W dniach od 28 lutego do 1 marca 2023 roku na konferencji #RSCPoster organizowanej przez Royal Society of Chemistry zaprezentowano temat “CRP level determination by optical sensor”.

“Konferencje to platforma wymiany pomysłów i nowych idei. Krytyczne uwagi pod adresem naszych rozwiązań są bardzo cenne. Muszę powiedzieć, że spotkałam się z bardzo dużym zainteresowaniem naszym rozwiązaniem.” - konkluduje dr hab. inż. Aneta Łuczkiewicz, prof. uczelni z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska PG

Warsztaty naukowe

Przeprowadzono szereg warsztatów z młodymi naukowcami i interesariuszami projektu. 

  • 5 lipca 2023 roku podczas obozu letniego Koła Naukowego Mikrobiologia w Ochronie Środowiska (MIŚ) odbyły się warsztaty dotyczące epidemiologii opartej na ściekach.

  • 23-25 listopada 2022 przeprowadzono zajęcia “Mathematics for Society 2022: Health, Industry and Sustainable Development” na temat skuteczności różnorodnych zaawansowanych metod matematyki przemysłowej i narzędzi analizy danych medycznych.

  • 14 grudnia 2022 odbyło się spotkanie z członkami Rady Konsultacyjnej WZiE, na którym przeprowadzono ożywioną dyskusję na temat możliwości wdrożenia naszego rozwiązania w obiektach komercyjnych.

  • 8 grudnia 2022 – zorganizowaliśmy spotkanie członków Zespołu, OPTICA student chapter z absolwentami Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki. Poruszano tematy niezwykle istotne dla młodych ludzi rozpoczynających dopiero życie zawodowe. Nawiązaliśmy również współpracę z firmą zainteresowaną testowaniem wyników projektu.

Warsztaty dla uczniów 

 W celu popularyzacji wiedzy w społeczeństwie przeprowadzono szereg warsztatów i spotkań z uczniami w województwie pomorskim. 

  • 25 maja 2023 roku członkowie organizacji GUT OPTICA Student Chapter przeprowadzili warsztaty dla młodzieży ze szkół średnich oraz dzieci ze szkół podstawowych. Ich celem było szerzenie wiedzy na temat optoelektroniki i optyki.

  • 21 marca 2023 roku na Politechnice Gdańskiej odbyły się warsztaty pt. Mastering Agile: Elevate Your Project Management Game, na którym uczestnicy nauczyli się lepszej współpracy, szybszego dostosowania się do zmieniających się wymagań i zdobycia wiedzy na temat zasad, wartości oraz praktyk Agile.

  • 13 marca 2023 roku dr inż. Małgorzata Szopińska przeprowadziła warsztaty pt. „Światło Przedsiębiorczości. Projektujemy czujniki przyszłości”.

  • 9 luty 2023 roku zorganizowano warsztaty na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej dla uczniów II LO w Elblągu. 

  • 9 grudnia 2022 roku przeprowadzono warsztaty pt. “Smart Home” dotyczące automatyzacji budynkowych i systemów inteligentnych domów, na których uczestnicy przeprowadzili konfiguracje oraz utworzyli własne automatyzacje. 

“Zajęcia z uczniami, jak zawsze były bardzo ciekawe i zaskakujące. Ogromnie zaskoczyło mnie to jak bardzo uczniowie byli zainteresowanie tematem "smart home" i jak dobrze rozwiązywali problemy z zakresu elektroniki i informatyki. Mam nadzieję, że wybierając kierunek studiów przypomną sobie warsztaty i może wybiorą studiowanie na Wydziale ETi PG” - zauważa Małgorzata Szczerska.

Konkurs

W dniu 06 czerwca 2023 roku w Zespole Szkół Jezuitów im. św. Stanisława Kostki w Gdyni przeprowadzony został konkurs plastyczny pt. „Czujnik przyszłości”. Zadaniem licealistów było zaprojektowanie czujnika przyszłości tak, by jego użytkowanie pomogło wzbogacić dobrostan społeczeństwa w najbliższym obszarze. W konkursie zaangażowali się uczniowie klas o profilach politechnicznym i humanistycznym. Podobny konkurs przeprowadzono w marcu 2022 roku w Szkole Podstawowej im. bł. ks. Józefa Jankowskiego w Czyczkowy.

Media

Wzmianki o projekcie i jego rezultatach upubliczniły liczne media w tym: Radio Eska, Radio Gdańsk, Trójmiasto.pl, Puls Medycyny, Nauka w Polsce, Liderzy Innowacji, Portal Gov.pl, Zawsze Pomorze. 

Realizowanemu projektowi przyświeca ważny cel. Badanie ścieków ma potencjał do ciągłego monitorowania tzw. dobrostanu społecznego w czasie rzeczywistym. Jest oparte na założeniu, że substancje i mikroorganizmy wydalane przez ludzki organizm można identyfikować i analizować, a zmiany zarówno jakościowe, jak i ilościowe stanowią niezwykle przydatne narzędzie, zwłaszcza do wykrywania chorób o charakterze społecznym lub zakaźnym. W przypadku badań epidemiologicznych, analiza oparta na badaniu ścieków nabiera szczególnego znaczenia, ze względu na często ograniczone zasoby diagnostyki klinicznej (na przykład ze względu na niedostępność lub niską dostępność powszechnych testów) oraz nieskuteczne systemy raportowania (na przykład ze względu na bezobjawowy lub nieswoisty przebieg chorób, które mogą nie być rejestrowane).

Zadbano też o realizację trzeciej misji uczelni czyli o upowszechnienie i popularyzację wiedzy w społeczeństwie. Aby tego dokonać uruchomiono szereg inicjatyw zwiększających świadomość w obszarze bezpieczeństwa, zdrowia i realizacji celów zrównoważonego rozwoju. Zakończenie projektu planowane jest na …