Nanogap integrerade porer för multimodal biomolekylsensorer
- Diarienummer
- SIP21-0068
- Projektledare
- Niklaus, Frank
- Start- och slutdatum
- 221101-281031
- Beviljat belopp
- 3 125 000 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Att upptäcka och identifiera biomolekyler som DNA, RNA och proteiner på enstaka molekylnivå har viktiga tillämpningar inom alla grenar av biologi och medicin. Därför är nya avkänningstekniker som kan uppnå upplösning på enstaka molekylnivå mycket eftertraktade. Solid-state nanopores (ssNPs) har dykt upp som kraftfulla sensorer för elektrisk detektering av biomolekyler på enstaka molekylnivå. Tillägget av optiska avkänningsmodaliteter till ssNPs har nyligen fått dragkraft, eftersom det tillåter att utföra mer specifika detektering av biomolekyler, och på så sätt kompletterar de elektriska ssNP-signalerna. För att förbättra upplösningen hos de optiska signalerna har plasmoniska ssNPs föreslagits, men deras tillverkning, särskilt på nanometerskala, är fortfarande mycket utmanande. Här tar vi oss an denna utmaning genom ett nytt tillvägagångssätt som kombinerar vår skalbara tillverkning av plasmoniska nanogap på suspenderade membran, och snabb laserstödd ssNP-tillverkning. Vi kommer att demonstrera de unika egenskaperna hos våra nya sensorer med multimodal avkänning i flera analyser bestående av fluorescensmärkta DNA- och proteinmolekyler. För att uppnå detta samlar vi världsledande expertis på nanogaps, ssNPs och singelmolekylanalyser från Israel och Sverige. Om vi lyckas förväntar vi oss att våra sensorer ska uppnå en storleksordning högre optisk upplösning jämfört med den senaste tekniken och tillämpa dem på analyser av stor betydelse inom genomik och proteomik.
Populärvetenskaplig beskrivning
Att upptäcka och identifiera biomolekyler som DNA, RNA och proteiner på enstaka molekylnivå har viktiga tillämpningar inom alla grenar av biologi och medicin. Tillgången till tekniker för avkänning av enstaka molekyler kommer att främja personlig medicin, inklusive diagnostik baserad på kroppsvätskor ("liquid biopsy") och bidra till klinisk och preklinisk forskning som är kärnan i modern medicin, vilket kommer att resultera i betydande vetenskapliga och ekonomiska effekter och enorma fördelar för samhället. Solid-state nanopores (ssNPs) har dykt upp som kraftfulla sensorer för elektrisk detektering av biomolekyler på enstaka molekylnivå. Tillägget av optiska avkänningsmodaliteter till solid-state nanopores har nyligen fått dragkraft, eftersom det tillåter att utföra mer specifika detektering av biomolekyler, och på så sätt kompletterar de elektriska ssNP-signalerna. För att förbättra upplösningen och känsligheten hos de optiska signalerna har plasmoniska solid-state nanopores föreslagits, men deras tillverkning, särskilt på nanometerskala, är fortfarande mycket utmanande. Här tar vi oss an denna utmaning genom ett nytt tillvägagångssätt som kombinerar vår skalbara tillverkning av plasmoniska nanogap på suspenderade membran, och snabb laserstödd ssNP-tillverkning. Vi kommer att demonstrera de unika egenskaperna hos våra nya sensorer med multimodal avkänning i flera analyser bestående av fluorescensmärkta DNA- och proteinmolekyler. För att uppnå detta samlar vi världsledande kompletterande expertis på nanogaps, solid-state nanopores och singelmolekylanalyser från Israel och Sverige. Om vi lyckas förväntar vi oss att våra sensorer ska uppnå en storleksordning högre optisk avkänningsupplösning jämfört med den senaste tekniken och tillämpa dem på analyser av stor betydelse inom genomik och proteomik.