Ultrafast Optoelectronic Nanoscopy of Biological and Optoelectronic Systems

生物和光电系统的超快光电纳米显微镜

基本信息

  • 批准号:
    EP/V049070/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

One of the greatest challenges in modern nanotechnology is the ability to characterise individual molecules and molecular assemblies with high spatial and temporal resolution. A technology possessing these capabilities will have a broad range of applications in next-generation molecular electronics, and will help to solve major existing healthcare challenges, from early-stage biomarker detection to protein sequencing.In the last decade, a variety of new methods emerged that tried to combine ultrafast optical tools with electronic sensors. The developed expertise brings us a unique opportunity to start a completely new type of experimental research - addressing individulal molecules and resolving their dynamics on all relevant timescales, from ps to ms and beyond.In the proposed project, we aim to bring together cutting-edge developments in the fields of ultrafast spectroscopy and single-molecule tunnelling detection. We will develop a new experimental platform for the characterisation of molecular-scale objects, utilising nanodimensional electrical probes in concert with ultrafast optical methods. This combination will result in a robust and versatile new technique, Ultrafast Optoelectronic Nanoscopy (UON). UON's potential to overcome the limitations of scanning probe methods and to access the real-time evolution of molecular systems will be demonstrated by applying it to biological macromolecules and plastic semiconductor devices.
现代纳米技术中最大的挑战之一是能够表征具有高空间和时间分辨率的单个分子和分子组件的能力。具有这些能力的技术将在下一代分子电子中具有广泛的应用,并将有助于解决从早期生物标志物检测到蛋白质测序的主要现有医疗保健挑战。在过去的十年中,各种新方法试图将超级武器的光学工具与电子传感器结合起来。开发的专业知识为我们带来了一个独特的机会,可以开始一项全新的实验研究 - 解决个体分子并解决其在从PS到MS及以后的所有相关时间表上的动态。在拟议的项目中,我们旨在将超越光谱和单物分子隧道隧道隧道检测领域的切割边缘发展汇总。我们将开发一个新的实验平台,用于表征分子尺度对象,利用与超快光学方法共同使用纳米二维电探针。这种组合将产生强大而多功能的新技术,即超快光电纳米镜检查(UON)。 UON克服扫描探针方法的局限性并访问分子系统的实时演变的潜力将通过将其应用于生物学大分子和塑料半导体设备来证明。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Measuring conductance switching in single proteins using quantum tunneling.
使用量子隧道测量单个蛋白质的电导开关
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abm8149
  • 发表时间:
    2022-05-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Tang, Longhua;Yi, Long;Jiang, Tao;Ren, Ren;Nadappuram, Binoy Paulose;Zhang, Bintian;Wu, Jian;Liu, Xu;Lindsay, Stuart;Edel, Joshua B.;Ivanov, Aleksandar P.
  • 通讯作者:
    Ivanov, Aleksandar P.
Selective Single-Molecule Nanopore Detection of mpox A29 Protein Directly in Biofluids.
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.3c02709
  • 发表时间:
    2023-12-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Cai, Shenglin;Ren, Ren;He, Jiaxuan;Wang, Xiaoyi;Zhang, Zheng;Luo, Zhaofeng;Tan, Weihong;Korchev, Yuri;Edel, Joshua B.;Ivanov, Aleksandar P.
  • 通讯作者:
    Ivanov, Aleksandar P.
Fabrication of electron tunneling probes for measuring single-protein conductance
  • DOI:
    10.1038/s41596-023-00846-3
  • 发表时间:
    2023-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    14.8
  • 作者:
    Tao Jiang;Long Yi;Xu Liu;A. Ivanov;J. Edel;Long-Jun Tang
  • 通讯作者:
    Tao Jiang;Long Yi;Xu Liu;A. Ivanov;J. Edel;Long-Jun Tang
Single-Molecule Binding Assay Using Nanopores and Dimeric NP Conjugates
  • DOI:
    10.1002/adma.202103067
  • 发表时间:
    2021-07-29
  • 期刊:
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Ren, Ren;Sun, Maozhong;Edel, Joshua B.
  • 通讯作者:
    Edel, Joshua B.
Localised solid-state nanopore fabrication via controlled breakdown using on-chip electrodes
  • DOI:
    10.1007/s12274-022-4535-8
  • 发表时间:
    2022-06-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Fried,Jasper P.;Swett,Jacob L.;Mol,Jan A.
  • 通讯作者:
    Mol,Jan A.
共 5 条
  • 1
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