Dual-Mode Plasmonic Biosensors using Bioenabled Nanomaterials

使用生物纳米材料的双模式等离子体生物传感器

基本信息

  • 批准号:
    8886469
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.32万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-04-15 至 2017-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): Plasmonic biosensors have greatly overcome the limitations of conventional optical sensors in terms of sensitivity, tunability, photo-stability, ad in vivo applicability. However, the concerns with average sensitivity, detection specificity, surface functionalities, and device expense still cannot meet the application requirement of point-of-care and personal diagnosis. In this research, the PIs at Oregon State University propose to explore dual-mode plasmonic biosensors using bioenabled nanomaterials --- diatom biosilica, with active surface-functionalities as affordable and eco-friendly integration platforms of Ag nanoparticles for label-free detection of biomolecules. Diatoms are single-celled algae that make silica shells or frustules with intricate nanoscale features imbedded within periodic two-dimensional pore arrays. The essence of this research is addressed by exploration of the unique Fano-resonant hybrid modes between silver nanoparticles and diatom frustules, which leads to high-Q resonant peaks and enhanced local electric field that can significantly enhance the light-matter interactions. Dual-mode plasmon sensing mechanisms, including surface-enhanced Raman scattering (SERS) and refractive-index (RI) sensing will be simultaneously implemented on the plasmonic-biosilica nanostructures to obtain quantitative biosensing with structural resolution of the biomolecules. In addition, the nano-corrugated surface of diatom frustules will help to increase the possibility of capturing various biomolecules. Other exclusive advantages include affordable cost and eco- friendly fabrication of the sensor chips that are completely free of expensive photolithography and other nanofabrication processes, and easy expandability to sensor arrays for high throughput diagnostics, which can provide greater accessibility for large-scale screening. Such unique plasmonic-biosilica sensors with unprecedented figure-of-merits can be used as disposable biosensors to acquire clinically relevant information for the physician and clinician in point-of-care, personal diagnosis, as well as for disease detection in low- income developing countries.
 描述(应用程序提供):等离激子生物传感器在敏感性,可鼠产率,光稳定性,AD应用程序中,克服了传统光学传感器的局限性。但是,对平均灵敏度,检测特异性,表面功能和设备费用的关注仍然无法满足护理点和个人诊断的应用要求。在这项研究中,俄勒冈州立大学的PIS提议使用生物可启用的纳米材料探索双模式的浆液性生物传感器----硅藻生物硅氧基菌,具有活跃的表面功能,作为AG纳米颗粒的AG纳米颗粒的负担得起且环保的集成平台,以无用的生物蛋白酶来检测生物蛋白酶的标签。硅藻是单细胞藻类,它们使二氧化硅壳或浮雕具有复杂的纳米级特征,这些特征嵌入了周期性的二维孔阵列中。通过探索银纳米颗粒和硅藻葬礼之间独特的风扇谐振混合模式来解决这项研究的本质,这导致了高Q谐振峰并增强了本地电场,从而可以显着增强轻质的相互作用。双模式等离子体敏感性机制,包括表面增强的拉曼散射(SERS)和折射率(RI)敏感性,将同时在等离激氧化含量的纳米结构上实现,以获得定量的生物光(以生物分子的结构分辨率)。此外,硅藻葬礼的纳米污染表面将有助于增加捕获各种生物分子的可能性。其他独家优势包括负担得起的成本和环保的传感器芯片,这些芯片完全没有昂贵的光刻和其他纳米制造过程,以及对传感器阵列的易于扩展性,用于高通量诊断,这可以为大型筛选提供更大的可访问性。这种具有前所未有的合并的独特的浆膜 - 纤维硅硅氧硅硅氧基菌传感器可以用作一次性生物传感器,以在医疗点,个人诊断和低收入发展中国家的临床相关信息中获取临床相关信息。

项目成果

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