Nalmia maakt dna-testen buiten het lab mogelijk

Alleen kun je veel, maar samen kun je meer. Studenten Industrieel Product Ontwerpen (IPO), Elektrotechniek Embedded Systems en Elektrotechniek Industrial and Power Systems hebben langdurig de handen ineen geslagen. En met succes! Zij zijn er in samenwerking met o.a. Wageningen University & Research in geslaagd een werkend model op te leveren van een cartridge reader waarmee je op een willekeurige locatie diagnostische dna-tests kunt doen.

studenten werken met laptop

Door elkaars disciplines te benutten is het de HAN-studenten gelukt een complex vraagstuk op te lossen. En om echt iets op te leveren: een model van een innovatieve wegwerpcassette, waarmee je op iedere locatie - zonder laboratorium - diagnostische tests kunt uitvoeren. Met deze cartridge wordt dna-techniek voor meer mensen en toepassingen mogelijk. Denk bijvoorbeeld aan gebieden waar de gezondheidszorg minder ontwikkeld is.

Indrukwekkend

“Met name door de samenwerking van verschillende disciplines staat er nu een model dat werkt en bruikbaar is om buiten laboratoria testen uit te voeren,” zegt IPO-docent Rudie van den Heuvel van het Health Concept Lab. “Dat dit is gelukt, is heel indrukwekkend”. Samen met docent-onderzoeker Elektrotechniek Jeroen Veen is hij product owner van Nalmia, zoals het project is gedoopt bij de HAN.

Nalmia, Bringing DNA-testing outside the lab, is een apparaat om op locatie dna-materiaal te kunnen invoeren en uitlezen. Bij de ontwikkeling ervan zijn, behalve de opleidingen Industrieel Product Ontwerpen (IPO) en Elektrotechniek, ook opleidingen in het domein Health betrokken, zoals Biologie en Medisch Laboratoriumonderzoek.

Aaneenschakeling van uitvindingen

De ontwikkeling van Nalmia startte enkele jaren geleden, samen met o.a. Wageningen University & Research (WUR) en partijen uit het bedrijfsleven. Deze samenwerking resulteerde in een hele reeks uitvindingen. Het project nadert nu de fase waarin al deze vindingen aaneengeschakeld worden tot 1 operationele cartridge-reader, die daadwerkelijk in productie kan.

Jaime van Hummel (23, 4ejaars IPO) en Stephan Alink (23, 3ejaars Elektrotechniek) zijn 2 leden van de groep studenten die in de afgelopen periode aan het project hebben gewerkt. Jaime was van de hardware, het ontwerp, de buitenkant. Stephan tekende voor de software, de techniek, het binnenwerk.

Jaime: “We zijn functioneel gaan ontwerpen. Met name het lek- en luchtdicht maken van de cartridge en de hitte binnenin vroeg veel van ons. Bij het uitlezen van dna loopt de temperatuur in de cartridge namelijk heel hoog op. Het is uiteindelijk gelukt door een speciale cassette te ontwerpen. Er moet nog wel gekeken worden naar het afkoelen en naar de productietechnieken. Maar we hebben een mooie stap voorwaarts gezet.”

Knappe koppen

Ook Stephan is trots: “Het verwarmingselement was een moeilijk punt. Dit moet opgewarmd worden tot 96 graden Celsius met een snelheid van 5 graden per seconde. Dat is heel snel. We hebben het besturingssysteem van de grond af opgebouwd, zelf codes gemaakt. 2 jongens uit ons team, Joost en Jeroen, zijn echt heel knappe koppen. Daardoor is de software verder gekomen dan we hadden verwacht. We hebben nog wel aanbevelingen voor verbeteringen, bijvoorbeeld van de foto-analyse. Maar het wérkt, dat is echt top!”

Dankzij de samenwerking van de verschillende disciplines én de medewerking van de WUR is uiteindelijk een beter resultaat behaald, meent Jaime. “De WUR onderzoekt hoe je bepaalde dingen kunt meten, welke strip daarvoor nodig is, hoe diep die in het apparaat moet. Wij kijken breder: Hoe gaat de gebruiker daarmee om? Je ziet direct waar wat mist en dat kun je dan verbeteren.”

Testen met dierlijk dna

Omdat menselijk dna en privacy nogal gevoelig liggen, hebben de studenten de dna-basisset getest in een veterinaire kliniek. Jaime: “Daar hebben we een bestand van een hond uitgelezen. De doel is dat je dit soort dingen straks op locatie kunt gebruiken en meteen het resultaat kunt zien. Tot nu toe moeten monsters opgestuurd worden en dat kost minstens een dag. Dat kan bij bepaalde ziektes kostbare tijd zijn, die verloren gaat. We zijn nu begonnen met dieren, maar hopen de methode straks toe te kunnen passen bij mensen.”

Goede samenwerking met een goed bruikbaar resultaat

Product owner en opdrachtgever Jeroen Veen: “We hebben met de groep voor het eerst in deze vorm met andere vakgebieden gedraaid: over een lange periode in een gemengde groep. Dat is de kracht. Het was een complex project en de studenten hebben het prima opgepakt; heel goed samengewerkt. We zagen ook dat ze elkaars vakgebied gingen begrijpen, iets wat we graag willen zien. En het resultaat is goed bruikbaar.”

Er is nog een lange weg te gaan, maar er is een grote stap voorwaarts gezet. Jeroen Veen: “Niet alles ging perfect, maar ik ben heel blij met het resultaat. Er zijn nog wel wat individuele componenten te verbeteren, maar misschien is dit resultaat wel het maximaal haalbare voor hbo-studenten. De benodigde verbeteringen kunnen uitgevoerd worden op universiteiten of in het bedrijfsleven. Inhoudelijk, op het gebied van biochemie, zal de Wageningen Universiteit het bijvoorbeeld over moeten nemen.”

Veen hoopt op een vervolg van het project, bijvoorbeeld voor een masterstudie: “Er is nog niet met menselijk dna getest…”