Plasmonic Sensing Platform for Cancer Diagnosis

用于癌症诊断的等离子传感平台

基本信息

  • 批准号:
    1605325
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-06-01 至 2020-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PI: Kim, Sung Jin Proposal Number: 1605325The proposed research will develop a new sensors that can detect cancer biomarkers at high sensitivity and at low cost. The principle the sensor design is based on, a new transduction mechanism, may make it easier to use in practical application. The sensor can be modified for measuring other biological entities and can potentially have very broad impact in medical diagnostics, environmental measurements and food safety.The proposed research focuses on a new transduction mechanisms and design of biosensing platform using hot electron energy transfer generated by localized surface plasmon resonance (LSPR). The proposed biosensor will utilize a LSPR-based hybrid plasmon device structure consisting of the combination of both metallic nanoparticles (NPs) and a field effect transistor (FET), thereby engendering highly sensitive label-free detection of biomolecular interactions. Plasmon FET does not require bulky optical readout instrumentation, while taking advantages of plasmon based sensing. Unique characteristics such as electrically isolated plasmonic sensing surface, on-chip optical-to-electrical conversion and two-color lock-in amplifier based sensing will ensure robust sensing, an excellent signal-to-noise ratio, and real-time detection of molecular interaction. This sensor design allows the reduction in size of sensing area beyond the diffraction limit of light. Thus, it has the potential to lower cost, highly sensitive and rapid detection of disease biomarkers. This proposed research will carry out: 1) development of plasmon-FET sensing platform on a glass substrate; 2) evaluation using spiked PBS and clinical samples; and 3) a multiplexed sensing demonstration using four different biomarkers for prostate cancer diagnosis. The intellectual merit of the proposed activity is mainly the exploration of a new promising LSPR device using efficient hot electron emission and amplification. Successful development will lead the multiplexed microchip based sensing technology for a point-of-care device and a lab-on-a-chip based sensor assay. During the course of the project innovative materials will be developed which a focus on nanotechnology in general and nanophotonics and LSPR in particular, as well as promotion of interdisciplinary research (engineering, biochemistry and clinical research) for the graduate students, and provide research opportunities for undergraduate students.
PI:Kim, Sung Jin 提案编号:1605325 拟议的研究将开发一种新的传感器,能够以高灵敏度和低成本检测癌症生物标志物。 传感器设计所依据的原理是一种新的转换机制,可以使其在实际应用中更容易使用。 该传感器可以进行修改以测量其他生物实体,并可能在医疗诊断、环境测量和食品安全方面产生非常广泛的影响。拟议的研究重点是利用局部表面产生的热电子能量转移的新传导机制和生物传感平台的设计等离子共振(LSPR)。所提出的生物传感器将利用基于局域表面等离子体共振的混合等离子体器件结构,该结构由金属纳米粒子(NP)和场效应晶体管(FET)的组合组成,从而实现生物分子相互作用的高灵敏无标记检测。等离激元 FET 不需要笨重的光学读出仪器,同时利用基于等离激元的传感技术。电隔离等离子体传感表面、片上光电转换和基于双色锁定放大器的传感等独特特性将确保稳健的传感、出色的信噪比以及分子的实时检测相互作用。这种传感器设计可以将传感区域的尺寸减小到超出光的衍射极限。因此,它具有降低成本、高灵敏度和快速检测疾病生物标志物的潜力。这项拟议的研究将进行:1)在玻璃基板上开发等离激元-FET 传感平台; 2) 使用加标 PBS 和临床样本进行评估; 3) 使用四种不同的生物标志物进行前列腺癌诊断的多重传感演示。该活动的智力价值主要是探索一种利用高效热电子发射和放大的新型有前景的局域表面等离子体共振装置。成功的开发将引领基于多路微芯片的传感技术,用于即时护理设备和基于芯片实验室的传感器测定。 在该项目过程中,将开发创新材料,重点关注纳米技术,特别是纳米光子学和局域表面等离子体共振,并促进研究生的跨学科研究(工程、生物化学和临床研究),并为研究生提供研究机会。本科生。

项目成果

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专著数量(0)
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专利数量(0)

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