Sensing local nano-environment with coherent Raman microspectroscopy
使用相干拉曼显微光谱检测局部纳米环境
基本信息
- 批准号:10477258
- 负责人:
- 金额:$ 21.82万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-09-01 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffectBiochemical ReactionBiological ProcessCell physiologyCellsChemicalsConcentration measurementDetectionEnvironmentGoalsHeterogeneityImageIn VitroLabelLifeLipidsMeasuresMethodsMicroscopeMicroscopicMicroscopyModalityMolecularMonitorPhasePhotobleachingPhysiologic pulseRaman Spectrum AnalysisRelaxationResearchResearch ProposalsResolutionSensitivity and SpecificitySignal TransductionSpeedStructureSystemTimeWorkcontrast imagingdetection sensitivityexperimental studyimaging modalityimprovedin vivolive cell imagingmicroscopic imagingmolecular imagingmultiplexed imagingnanoenvironmentnovelnovel strategiesoptical imagingpilot testprogramsprototyperesponsesingle moleculespectroscopic imagingtemporal measurementtoolvibration
项目摘要
ABSTRACT
This exploratory research proposal which aims to investigate a novel approach for interrogating local nano-
environments within a living cell by improving the detection sensitivity of coherent Raman microspectroscopy
as applied to live-cell imaging. The proposed new approach overcomes the existing shortcomings of coherent
Raman spectroscopy. It provides an exquisite tool of microscopic chemically specific imaging with greatly
improved sensitivity of detection and exceptional sensitivity to the local nano-environment. The central
hypothesis is that vibrational coherence excited by two broadband pulses is sensitive to the local environment
and can be precisely measured by interrogating this coherence using a third pulse at a variable time delay. By
choosing a molecular vibration with a relatively narrow spectral line that corresponds to a long relaxation time,
and measuring time-delayed response, background signal can be substantially reduced at long delay times of
the probe pulse. This adjustment makes low-concentration measurements possible. The overall research goal
of the proposed program is to validate this hypothesis by demonstrating sensitivity of coherent Raman
microspectroscopy to a local nano-environment and by improving the detection sensitivity of Raman
spectroscopy. The specific aims of the proposed activities are focused on constructing a prototype of a
microscope and exploring its capabilities using both in vitro and in vivo systems. The proposed research
program is expected to deliver a novel and label-free optical imaging modality with enhanced sensitivity and
specificity that is suitable for live-cell imaging.
抽象的
这项探索性研究计划旨在研究一种询问局部纳米的新方法
通过提高相干拉曼显微光谱的检测灵敏度来提高活细胞内的环境
应用于活细胞成像。所提出的新方法克服了相干的现有缺点
拉曼光谱。它提供了一种精巧的显微化学特异性成像工具,具有极大的
提高了检测灵敏度以及对局部纳米环境的卓越灵敏度。中央
假设是由两个宽带脉冲激发的振动相干性对当地环境敏感
并且可以通过使用可变时间延迟的第三个脉冲询问这种相干性来精确测量。经过
选择具有相对较窄谱线的分子振动,对应于较长的弛豫时间,
并测量延时响应,在较长的延迟时间下可以大大减少背景信号
探测脉冲。这种调整使得低浓度测量成为可能。研究总体目标
拟议程序的目的是通过证明相干拉曼的灵敏度来验证这一假设
对局部纳米环境进行显微光谱分析并提高拉曼的检测灵敏度
光谱学。拟议活动的具体目标集中于构建一个原型
显微镜并利用体外和体内系统探索其功能。拟议的研究
该计划预计将提供一种新颖的、无标记的光学成像方式,具有增强的灵敏度和
适合活细胞成像的特异性。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spatial multiplexing for robust optical vortex transmission with optical nonlinearity.
空间复用可实现具有光学非线性的鲁棒光学涡旋传输。
- DOI:
- 发表时间:2023-09-11
- 期刊:
- 影响因子:3.8
- 作者:Fan, Weiru;Chen, Tianrun;Tang, Xiaobin;Xu, Xingqi;Yuan, Luqi;Yakovlev, Vladislav V;Zhu, Shi;Wang, Da;Zhang, Delong
- 通讯作者:Zhang, Delong
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Vladislav V. Yakovlev其他文献
Towards high-accuracy noninvasive ocular melanoma imaging and prognostics
迈向高精度非侵入性眼部黑色素瘤成像和预后
- DOI:
- 发表时间:
2024 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Vsevolod Cheburkanov;Vladislav V. Yakovlev - 通讯作者:
Vladislav V. Yakovlev
Investigating chemotherapy effects on peripheral nerve elasticity
研究化疗对周围神经弹性的影响
- DOI:
- 发表时间:
2024 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Vsevolod Cheburkanov;Junwei Du;Mikhail Y. Berezin;Vladislav V. Yakovlev - 通讯作者:
Vladislav V. Yakovlev
How to drive CARS in reverse
如何倒车行驶汽车
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
B. Hokr;Gary D. Noojin;Georgi I. Petrov;Hope T. Beier;Robert J. Thomas;Benjamin A. Rockwell;Vladislav V. Yakovlev - 通讯作者:
Vladislav V. Yakovlev
Effect of pulse shape on the efficiency of multiphoton processes: implications for biological microscopy.
脉冲形状对多光子过程效率的影响:对生物显微镜的影响。
- DOI:
10.1117/1.429937 - 发表时间:
1999-07-01 - 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:
Christopher J. Bardeen;Vladislav V. Yakovlev;Jeff Squier;K. R. Wilson;S. D. Carpenter;Peter M. Weber - 通讯作者:
Peter M. Weber
Flow cytometry using Brillouin imaging and sensingviatime-resolved optical (BISTRO) measurements
- DOI:
10.1039/c5an01700a - 发表时间:
2015-08 - 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:
Zhaokai Meng;Georgi I. Petrov;Vladislav V. Yakovlev - 通讯作者:
Vladislav V. Yakovlev
Vladislav V. Yakovlev的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Vladislav V. Yakovlev', 18)}}的其他基金
Sensing local nano-environment with coherent Raman microspectroscopy
使用相干拉曼显微光谱检测局部纳米环境
- 批准号:
10218816 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别:
Brillouin Microscope for Biomedical Research
用于生物医学研究的布里渊显微镜
- 批准号:
10239059 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别:
Brillouin Microscope for Biomedical Research
用于生物医学研究的布里渊显微镜
- 批准号:
10015304 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别:
REAL-TIME MICROSCOPIC IMAGING OF FAST MEMBRANE POTENTIA
快速膜电位的实时显微成像
- 批准号:
6530140 - 财政年份:2001
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别:
REAL-TIME MICROSCOPIC IMAGING OF MEMBRANE POTENTIAL
膜电位的实时显微成像
- 批准号:
6364640 - 财政年份:2001
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别:
相似国自然基金
免疫层析生化反应过程建模、优化控制与分析及在海洋生物毒素定量检测中的应用
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
厌氧消化中多相非牛顿流体流动、传热与生化反应动力学的耦合机理研究
- 批准号:51878318
- 批准年份:2018
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
生物质光生化反应器内传递及转化过程的非平衡热力学研究
- 批准号:51706063
- 批准年份:2017
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
生物膜法煤矿瓦斯治理微通道反应器内多相流动及传输特性
- 批准号:51406227
- 批准年份:2014
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
光生物反应器内流动、辐射和光生化反应协同机理的研究
- 批准号:21376254
- 批准年份:2013
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Strategies towards the Synthesis of Azetidine-Containing Metabolites Produced by Pseudomonas aeruginosa
铜绿假单胞菌产生的含氮杂环丁烷代谢物的合成策略
- 批准号:
10679580 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别:
Filling gaps in the cryptococcal wall with glycogen and a novel enzyme
用糖原和一种新型酶填充隐球菌壁的间隙
- 批准号:
10648839 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别:
Spatial Acetyl-CoA metabolism as a regulator of Hallmarks of Aging
空间乙酰辅酶A代谢作为衰老标志的调节剂
- 批准号:
10901039 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 21.82万 - 项目类别: