A Soft Polymer-on-Silicon Nano Photonic Device for High-Speed Fluorescence Multi-Spectrum Acquisition in Integrated Microfluidic Immunoassay System

用于集成微流控免疫分析系统中高速荧光多光谱采集的软硅聚合物纳米光子器件

基本信息

项目摘要

0601237KurabayashiThe objective of this research is to develop a novel nano photonic tunable device for high-speed single-detector spectral measurement. The proposed device is integrated in a microfluidic system to achieve high-throughput multi-analyte detection in flow-through microsphere-based fluoroimmunoassay with simple optics and with less computational requirements. The approach is based on the new polymer-silicon hybrid microelectromechanical systems technology. It allows imprinting of nanoscale features on the surface of the three-dimensional polymer microstructure. The spectrum acquisition speed of the system is expected to exceed 100 nm/ms and to allow real-time spectroscopy in a microfluidic system. Intellectual merit:The innovative nano photonic technology developed in this research will guide future advancements of wavelength-discriminating detection for the identification and quantification of multiple chemical and biological species. Integrated with microfluidic cell culture and immunoassay systems, the device leads to development of a non-existing scientific instrument that permits in-situ monitoring of time variations of cellular parameters in a microfluidic channel. Broader Impact:The developed microfluidic fluoroimmunoassay system may find new commercial markets because of its cost-effectiveness and utility in life sciences research and development. The proposed project will promote an excellent opportunity to train a new generation of engineers and scientists who will cross the boundaries of traditional research fields and create new avenues of research.
0601237 Kurabayashi本研究的目标是开发一种用于高速单探测器光谱测量的新型纳米光子可调器件。该装置集成在微流控系统中,实现了流通式微球荧光免疫分析中的高通量多分析物检测,具有简单的光学系统和较少的计算要求。该方法基于新的聚合物-硅混合微电子机械系统技术。它允许在三维聚合物微结构的表面上印记纳米级特征。该系统的光谱采集速度预计将超过100 nm/ms,并允许在微流控系统中进行实时光谱分析。智力优势:本研究开发的创新纳米光子技术将指导未来波长分辨检测的进步,以识别和定量多种化学和生物物种。该设备与微流控细胞培养和免疫分析系统相结合,导致开发出一种不存在的科学仪器,允许在微流控通道中原位监测细胞参数的时间变化。更广泛的影响:开发的微流控荧光免疫分析系统可能会找到新的商业市场,因为它在生命科学研究和开发中具有成本效益和实用性。拟议的项目将促进一个极好的机会,培养新一代工程师和科学家,他们将跨越传统研究领域的界限,创造新的研究途径。

项目成果

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