Argus Eye detekterar organiska material genom att belysa guldpartiklar. Det är grunden för en  sensor som utnyttjar ett optiskt fenomen hos metaller kallat nanoplasmonik – se faktarutan nedan för detaljer kring fysiken i det hela.

Nanoplasmonik har flera spännande användningsområden varav en del redan tillämpas och andra mognar i utvecklingslabben – allt från datakommunikation och effektivare solceller till cancerbehandling.

Artikeln publicerades i magasinet Elektroniktidningen i februari 2023. Prenumerera kostnadsfritt!

Och sensorer. En svensk nanoplasmonisk sensor finns redan sedan några år i Göteborg hos Insplorion, som använder den för att mäta laddnivå i battericeller och vätgaskoncentration.

Argus Eye specialiserar sig istället på att detektera organiska substanser, i synnerhet biomolekyler. Ett antal betasystem har sålts till de första kunderna.

Ljus kan få elektroner att vibrera. Om den intressanta substansen finns i provet binder den till guldpartiklarna och deras resonansfrekvens flyttas någon tiondels nanometer, vilket Argus Eye kan mäta i realtid

En av nyckelkomponenterna i systemet är särskilda prober som behandlas för att vara känsliga för specifika biomolekyler. Företaget har utvecklat egen optisk hårdvara för att belysa prover och egen mjukvara för att analysera små spektrala förändringar i det reflekterade ljuset. Där finns information som avslöjar exempelvis koncentrationen av ämnet som ska detekteras.

Eye har utvecklat egen optisk hårdvara som är kompatibel med utrustning som idag används inom läkemedelsindustrin.

Spetskompetens ligger bakom flera av komponenterna men det som Argus Eye konkret säljer på är att mätsystemet kan integreras i processer och ge data i realtid.

Den första officiella kunden, tyska Bayer, ett av världens största läkemedelsbolag, ska använda sensorn för att tillverka biologiska läkemedel. Eller närmare bestämt för att utveckla den process som senare ska användas för volymtillverkning.

Med Argus Eyes sensor behöver inte Bayer avbryta och plocka prover som skickas till separata labb.

– Att som idag hela tiden behöva stanna och invänta provsvar gör processen långsam och dyr, förklarar vd Erik Martinsson.

– Att vi kan integrera mätningen direkt i processtegen är unikt. Där faller många andra typer av biosensorer.

Det som Argus Eye ger Bayer är snabbare processutveckling. Och därmed kortare tid till marknad. Det kan vara en extremt viktig faktor i medicinvärlden – tänk exempelvis på vacciner som ständigt måste uppgraderas till nya virusvarianter.

Det är enklare för Argus Eye att sälja sensorn för utvecklingssteget än för kvalitetskontroll under produktion.

Ja, en lösning av guldpartiklar har den färgen.

– Där finns inte lika starka regulatoriska aspekter. Men visst vill vi komma in i storskalig produktion. Så vi kommer i framtiden även ta fram produkter som klarar även sådana krav.

Det skulle i så fall inte bara innebära större volymer utan även mångåriga åtaganden från kunden.

– Kommer man in i en sådan process kommer de vilja fortsätta använda vår teknik och process länge. De gör ogärna förändringar när processen väl är godkänd av regulatoriska myndigheter.

Hur stor är er totala marknad?

– Enbart läkemedelsproduktion i sig är väldigt stort. Och det finns många andra tillämpningsområden.

Som?

– Att detektera bakterier i vattensystem till exempel, för att upptäcka legionellautbrott. Det är en global jättemarknad som vi tittat på. Livsmedelsindustrin är en annan.

Marknader finns i princip överallt där det finns någon form av biologiskt material man vill kunna mäta.

Argusögats fokus ligger dock just nu på läkemedel som antikroppar, hormoner och vaccin.

– Vi såg att det fanns ett stort behov av sensorer som kan monitorera tillverkningsprocesserna – hur mycket produkt har vi? Hur mycket föroreningar har vi?

– Tidsmässigt ligger vi helt rätt. Det sker en omställning i läkemedelsbranschen med mycket mer fokus på biologiska läkemedel. Ungefär hälften av alla nyregistrerade läkemedel är idag biologiska.

Företaget grundades 2017 och består idag av tre heltidsanställda samt ett antal inhyrda konsulter.

Tekniken kommer från Erik Martinssons och Daniel Ailis forskning om sensortillämpningar av guldnanopartiklar som började för cirka 15 år sedan.

– På den tiden var det grundforskning. Senare tog vi det vidare till tillämpad forskning och nu kommersialiseras den genom Argus Eye.

Argus Eye hoppas kunna lansera sin första standardprodukt under våren.

FAKTA:
Ljus kan få elektroner att vibrera

Argus Eye tillverkar engångsprober i rostfritt stål. Den cirkulärt räfflade ytan beläggs med en homogen lösning av nanometersmå guldpartiklar på vilka Argus Eye fäst molekyler som binder kemiskt till den eftersöka biomolekylen. Molekylerna kallas ligand respektive analyt.

Provet presenteras för proben. Om analyter finns i provet binder de till liganderna. Då händer det magiska att guldpartikelns resonansfrekvens ändras. Detta syns i det ljusspektrum som reflekteras från proben

Nanoplasmonik handlar om att utnyttja unika optiska egenskaper hos metaller.

Riktigt små metallpartiklar fungerar som en sorts antenner för ljus. Deras resonansfrekvens bestäms dels av deras form och storlek men också av deras omedelbara omgivning.

Det sistnämnda är vad som gör att de kan användas som sensorer.

Argus Eye har valt att arbeta med sfäriska guldpartiklar med en diameter kring 50 nm. De ger resonans i synligt ljus, kring 540 nm. Därmed kan Argus Eye arbeta med optiska komponenter av standardtyp.

När biomolekyler binder till guldpartiklarna flyttar sig resonansfrekvensen någon tiondels nm. Det är dessa små förändringar som Argus Eye detekterar.

Argus Eye har fått lösa många olika problem för att utveckla systemet, bland annat …

• … att hitta molekyler som binder till den intressanta substansen,
• … att tillverka guldpartiklar i rätt storlek,
• … att fördela dem homogent i en lösning med lagom koncentration,
• … att utveckla algoritmer som kvantifierar exempelvis vilken koncentration av ämnet en mätning motsvarar, och
• … att kompensera för olika mätförhållanden, som att substansen strömmar förbi i olika hastighet.