Plasmonic nanopores for trapping, controlled motion and sequencing of DNA

用于 DNA 捕获、控制运动和测序的等离激元纳米孔

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): This research project aims to combine the unique and powerful capabilities of two exciting, rapidly evolving fields, plasmonics and nanopores, for the analysis of single DNA molecules. More specifically, recent advances in nanoplasmonics will be utilized to enable label-free, single-molecule trapping and sequencing of DNA using nanopores. A novel type of synthetic nanostructure will be developed to strongly focus light to very high intensity in a nanometer-dimension spot where a solid-state nanopore is created. Through that spot, a DNA molecule will be translocated in a controlled way, allowing the detection of the sequence of the DNA fragments that are sequentially exposed to the intense optical fields of the plasmonic hot spot. The unique aspect of the program is the use of plasmonic tweezers to control DNA in solid-state nanopores. This novel approach to advancing DNA through the nanopore simultaneously enables DNA sequence detection through surface-enhanced Raman spectroscopy. Because locally confined plasmonic fields enhance Raman scattering many orders of magnitude and because of the direct relationship of Raman spectra to the underlying molecular structure, sequence detection will be possible directly, without any labeling. The project's team is a synergetic combination of experts in biomolecular modeling (UIUC), nanopore experiments (TU Delft) and plasmonic sensing (TU Delft). The specific aims of the projects are to (i) use a plasmonic field to trap DNA in solid-state nanopores, (ii) develop a method to transport DNA through plasmonic nanopores in discrete, ultimately single-nucleotide steps, and (iii) detect the nucleotide sequence of trapped and moving DNA molecules by means of Raman spectroscopy.
描述(由申请人提供):该研究项目旨在结合两个令人兴奋的,快速发展的领域,血浆和纳米孔的独特功能,以分析单个DNA分子。更具体地说,使用纳米孔对DNA的最新进展将用于启用无标签,单分子捕获和测序。将开发一种新型的合成纳米结构,以在创建固态纳米孔的纳米尺寸斑点中将光线度强烈聚焦到很高的强度。通过该位置,将以控制的方式易位DNA分子,从而检测出依次暴露于等离子热点的强烈光场的DNA片段的序列。该程序的独特方面是使用等离子镊子控制固态纳米孔中的DNA。这种通过纳米孔推进DNA的新方法可以通过表面增强的拉曼光谱法实现DNA序列检测。由于局部限制的等离子场增强了拉曼散射的许多数量级,并且由于拉曼光谱与基础分子结构的直接关系,因此将直接进行序列检测,而无需任何标记。该项目的团队是生物分子建模专家(UIUC),纳米孔实验(TU DELFT)和等离子传感(TU DELFT)的协同组合。项目的具体目的是(i)使用等离子体场在固态纳米孔中捕获DNA,(ii)开发一种通过离散的,最终是单核苷酸步骤通过等离激氧纳米孔传输DNA的方法,并且(iii)通过RAMAN Spectrrsproscops的依赖性和移动DNA分子的核苷酸序列。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Modulation of Molecular Flux Using a Graphene Nanopore Capacitor.
Self-Aligned Plasmonic Nanopores by Optically Controlled Dielectric Breakdown.
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.5b03239
  • 发表时间:
    2015-10-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Pud S;Verschueren D;Vukovic N;Plesa C;Jonsson MP;Dekker C
  • 通讯作者:
    Dekker C
Mechanical Trapping of DNA in a Double-Nanopore System.
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.6b04642
  • 发表时间:
    2016-12-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Pud S;Chao SH;Belkin M;Verschueren D;Huijben T;van Engelenburg C;Dekker C;Aksimentiev A
  • 通讯作者:
    Aksimentiev A
Temperature dependence of DNA translocations through solid-state nanopores.
  • DOI:
    10.1088/0957-4484/26/23/234004
  • 发表时间:
    2015-06-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Verschueren DV;Jonsson MP;Dekker C
  • 通讯作者:
    Dekker C
Improved model of hydrated calcium ion for molecular dynamics simulations using classical biomolecular force fields.
  • DOI:
    10.1002/bip.22868
  • 发表时间:
    2016-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yoo J;Wilson J;Aksimentiev A
  • 通讯作者:
    Aksimentiev A
{{ 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 }}

Aleksei Aksimentiev其他文献

Aleksei Aksimentiev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('Aleksei Aksimentiev', 18)}}的其他基金

Asymmetric Single-Chain MspA nanopores for electroosmotic stretching and sequencing proteins
用于电渗拉伸和蛋白质测序的不对称单链 MspA 纳米孔
  • 批准号:
    10646810
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Improving biological nanopores for precision nucleic acid sequencing using a computational microscope
使用计算显微镜改进生物纳米孔以进行精确核酸测序
  • 批准号:
    10214806
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Improving biological nanopores for precision nucleic acid sequencing using a computational microscope
使用计算显微镜改进生物纳米孔以进行精确核酸测序
  • 批准号:
    10664981
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Improving biological nanopores for precision nucleic acid sequencing using a computational microscope
使用计算显微镜改进生物纳米孔以进行精确核酸测序
  • 批准号:
    10414906
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Multi-resolution Approaches to Modeling the 3D Structure, Delivery, and Replication of Viral Genomes
病毒基因组 3D 结构、传递和复制建模的多分辨率方法
  • 批准号:
    10626860
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Multi-resolution Approaches to Modeling the 3D Structure, Delivery, and Replication of Viral Genomes
病毒基因组 3D 结构、传递和复制建模的多分辨率方法
  • 批准号:
    10201674
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Multi-resolution Approaches to Modeling the 3D Structure, Delivery, and Replication of Viral Genomes
病毒基因组 3D 结构、传递和复制建模的多分辨率方法
  • 批准号:
    10414908
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Plasmonic nanopores for trapping, controlled motion and sequencing of DNA
用于 DNA 捕获、控制运动和测序的等离激元纳米孔
  • 批准号:
    8572877
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Plasmonic nanopores for trapping, controlled motion and sequencing of DNA
用于 DNA 捕获、受控运动和测序的等离激元纳米孔
  • 批准号:
    8728989
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
DEVELOPING NANOPORES AS NANOSENSORS
开发纳米孔作为纳米传感器
  • 批准号:
    8172031
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:

相似国自然基金

面向生物医学文本的知识自动总结研究
  • 批准号:
    72304189
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
生物医学跨本体术语相似度方法及其在B细胞非霍奇金淋巴瘤中的应用研究
  • 批准号:
    62372276
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向生物医学应用的刚柔耦合微纳米机器人结构功能一体化研究
  • 批准号:
    12362010
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    31.00 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
面向生物医学文献的患者个体化信息抽取技术研究
  • 批准号:
    62302076
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
纳米筛氧化石墨烯包覆多孔掺锶钛合金支架的构建及其促骨整合机制研究
  • 批准号:
    82372379
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Plasmonic nanopores for trapping, controlled motion and sequencing of DNA
用于 DNA 捕获、控制运动和测序的等离激元纳米孔
  • 批准号:
    8572877
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Plasmonic nanopores for trapping, controlled motion and sequencing of DNA
用于 DNA 捕获、受控运动和测序的等离激元纳米孔
  • 批准号:
    8728989
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Classification, Characterization and Database Searching of RNA Motifs
RNA 基序的分类、表征和数据库搜索
  • 批准号:
    7779051
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Modified Photoproteins as Labels and Molecular Switches in Bioanalysis
修饰光蛋白作为生物分析中的标签和分子开关
  • 批准号:
    7992450
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
Modified Photoproteins as Labels and Molecular Switches in Bioanalysis
修饰光蛋白作为生物分析中的标签和分子开关
  • 批准号:
    8291039
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 52.98万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了