Label-free, Real-time, Spatial-resolution (LRS) immunoassay: 2D mapping of extracellular signalling molecules

无标记、实时、空间分辨率 (LRS) 免疫分析:细胞外信号分子的 2D 绘图

基本信息

  • 批准号:
    BB/L018160/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2014 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Individual cells within human and animal tissues communicate with each other through specific chemical and bio-molecular signals that are released from cells into their local environment. These signals have critical roles in controlling cellular activity including regulating cell growth, function, movement and death. Together these signals regulate how tissues form, function and are repaired. Inventing a technology that can create high definition maps of these molecular signals in both healthy and diseased tissues would provide invaluable insights into how tissues work and how they change during development, disease and during the aging process.Conventional analytical techniques including enzymatic immune assays (ELISA) have been used in hospital diagnostics, home pregnancy detection kits and laboratory experiments for over 40 years. While this and other related techniques have been able to identify and quantify key signalling molecules in immune responses, tumour growth, development and tissue function they provide no information regarding where in the tissue these molecules are secreted, how the molecules diffuse in the tissue or indeed when. As a result, they are unable to address key mechanistic questions about how these signalling molecules actually work, when cells respond to these signals and why.In this proposal we aim to develop, test and use a new analytical technology that will provide real-time mapping of molecular signals in multicellular tissues, enabling researchers and clinicians to answer these critical questions. The tool is based on a silicon photonic crystal nanostructure similar to those developed originally for applications in high speed telecommunications. We have shown recently that the sensitivity of the photonic crystals to the local environment can be exploited to detect very low concentrations of proteins. The detection occurs in real-time and the small size of the photonic crystal enables molecular detection with very high spatial resolution. In this proposal, we will demonstrate the potential of this new technology by addressing a key unknown question within biology regarding the role of signalling proteins called interleukins in the immune response.
人类和动物组织中的单个细胞通过从细胞释放到其当地环境的特定化学和生物分子信号相互通信。这些信号在控制细胞活性中具有关键作用,包括调节细胞生长,功能,运动和死亡。这些信号共同调节组织如何形成,功能和修复。发明一项可以在健康和患病组织中创建这些分子信号的高清图的技术,将为组织如何工作以及它们在发育,疾病和衰老过程中的工作方式以及它们如何变化提供无价的见解。经常的分析技术,包括酶促免疫分析(ELISA),用于医院诊断,家庭诊断诊断和实验性实验,以实现医院的诊断和实验。尽管这项和其他相关技术能够识别和量化免疫反应,肿瘤生长,发育和组织功能中的关键信号分子,但它们却没有提供有关这些分子在组织中分泌的位置的信息,分子如何在组织中或何时弥漫。结果,他们无法解决有关这些信号分子如何实际起作用的关键机理问题,当细胞对这些信号响应以及为什么响应这些信号。在此提案中,我们旨在开发,测试和使用新的分析技术,该技术将在多细胞组织中提供分子信号的实时映射,从而使研究人员和临床医生能够回答这些关键问题。该工具基于硅光子晶体纳米结构,类似于最初用于高速电信应用的应用。我们最近表明,可以利用光子晶体对局部环境的灵敏度检测非常低浓度的蛋白质。该检测是实时发生的,光子晶体的小尺寸可实现具有非常高空间分辨率的分子检测。在此提案中,我们将通过解决生物学中的一个关键问题,以了解该新技术的潜力,该问题在生物学中,涉及称为白细胞介绍在免疫反应中的信号传导蛋白的作用。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tunable optical filters based on silicon nitride mem-branes with subwavelength gratings
基于具有亚波长光栅的氮化硅膜的可调谐光学滤波器
  • DOI:
    10.1109/omn.2014.6924515
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yue Wang
  • 通讯作者:
    Yue Wang
Dual-Mode Electro-Optical Techniques for Biosensing Applications: A Review.
  • DOI:
    10.3390/s17092047
  • 发表时间:
    2017-09-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Juan-Colás J;Johnson S;Krauss TF
  • 通讯作者:
    Krauss TF
Degradation of silicon photonic biosensors in cell culture media: analysis and prevention.
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Triggs GJ;Evans GJO;Krauss TF
  • 通讯作者:
    Krauss TF
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Juan-Colás J
  • 通讯作者:
    Juan-Colás J
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