PFI-BIC: Raman Spectroscopic Platform for Analysis of Volatile Organic Compound Biomarkers
PFI-BIC:用于分析挥发性有机化合物生物标志物的拉曼光谱平台
基本信息
- 批准号:1237916
- 负责人:
- 金额:$ 59.99万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-09-01 至 2015-02-28
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This Partnerships for Innovation project from the Keck Graduate Institute(KGI) seeks to develop the key technical innovations for a compact, cost-effective, and user-friendly platform technology that can enable infectious disease diagnosis or industrial process monitoring at the point-of-care or point-of-use. The platform will use Raman spectroscopy to analyze organic compounds in the gas phase or in aqueous solution. A key technical challenge for VOC detection, which this project will address, relates to identifying and distinguishing VOC signatures at low concentrations in complex mixtures. Commercially viable platforms for use in the field or at the point-of-care also must be highly robust, easy-to-use, and cost-effective. This project employs a fundamentally different approach than currently marketed systems. The platform involves a disposable, VOC sample collection/pre-concentration device, which out-performs more elaborate existing devices at lower cost. To enable sensitive VOC detection, the platform uses an innovative Raman probe, which is more sensitive than conventional Raman probes, but circumvents the reproducibility problems encountered with Surface Enhanced Raman Spectroscopy VOCs enriched and detected at the Raman sensor surface in a unique manner which also increases selectivity. The team will refine a preliminary variant of this sensor and will perform initial experiments aimed at understanding key system parameters, while simultaneously developing a second generation sensor probe with increased sensitivity, that is small, robust, and capable of being interfaced with a portable Raman spectrometer.The probe will further be adapted for measuring compounds in the liquid phase, specifically in complex aqueous solutions such as cell culture media. Broader Impacts: The broader impacts of this research include rapid, near patient, and non-invasive diagnosis of ventilator associated pneumonia, wound infections, and active tuberculosis that can benefit patients in the U.S. and globally. Bioreactor process monitoring ensures a reliable supply of biopharmaceuticals. Enabling the development and commercialization of a novel platform technology that can address these applications has economic benefits for the small business partners directly involved in this effort, and for potential future business partners in the medical device and biotech industry, thereby enhancing U.S. competitiveness. Partners at the inception of the project are the lead academic institution: Keck Graduate Institute (Claremont, CA), and an academic partner, the chemistry department at Pomona College (Claremont, CA). The project involves three small businesses as core Knowledge-Enhancement Partners: Tanner Research, Inc. (Monrovia, CA), Claremont BioSolutions (Upland, CA), and Lambda Solutions Inc (Waltham, MA). Other partners active in the specific targeted applications areas will be involved in the effort, including large companies such as KCI (San Antonio, Texas), leveraging KGI's strong connections with the biotech and medical device industry.
Keck研究生院(KGI)的创新合作伙伴项目旨在开发关键的技术创新,以实现紧凑,具有成本效益和用户友好的平台技术,可以在护理点或使用点实现传染病诊断或工业过程监测。该平台将使用拉曼光谱分析气相或水溶液中的有机化合物。该项目将解决的VOC检测的一个关键技术挑战涉及识别和区分复杂混合物中低浓度的VOC特征。用于现场或护理点的商业上可行的平台还必须高度稳健、易于使用且具有成本效益。该项目采用了与目前市售系统完全不同的方法。该平台包括一个一次性的VOC样品收集/预浓缩装置,该装置以较低的成本优于更复杂的现有装置。为了实现灵敏的VOC检测,该平台使用了创新的拉曼探针,比传统的拉曼探针更灵敏,但避免了表面增强拉曼光谱VOC富集遇到的重现性问题,并以独特的方式在拉曼传感器表面检测,这也增加了选择性。该团队将改进该传感器的初步变体,并将进行旨在了解关键系统参数的初步实验,同时开发具有更高灵敏度的第二代传感器探头,该探头体积小,坚固耐用,能够与便携式拉曼光谱仪连接。该探头将进一步适用于测量液相中的化合物,特别是在复杂的水溶液如细胞培养基中。更广泛的影响:这项研究的更广泛影响包括呼吸机相关性肺炎、伤口感染和活动性结核病的快速、近距离和非侵入性诊断,这可以使美国和全球的患者受益。生物反应器工艺监控确保生物制药的可靠供应。能够开发和商业化能够解决这些应用的新型平台技术,对于直接参与这一努力的小企业合作伙伴以及医疗器械和生物技术行业的潜在未来商业合作伙伴具有经济效益,从而增强了美国的竞争力。 该项目开始时的合作伙伴是领先的学术机构:凯克研究生院(克莱蒙,加利福尼亚州),和一个学术合作伙伴,在波莫纳学院(克莱蒙,加利福尼亚州)的化学系。该项目涉及三个小企业作为核心知识增强合作伙伴:坦纳研究公司。(蒙罗维亚,CA)、克莱蒙生物解决方案公司(高地,CA)和Lambda解决方案公司(沃尔瑟姆,MA)。其他活跃在特定目标应用领域的合作伙伴也将参与这一努力,包括KCI(德克萨斯州圣安东尼奥)等大型公司,利用凯基与生物技术和医疗器械行业的强大联系。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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