SBIR Phase I: Electrophysiology and fluidic delivery with a nano patch-clamp probe

SBIR 第一阶段:使用纳米膜片钳探针进行电生理学和流体输送

基本信息

  • 批准号:
    1248339
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-01-01 至 2013-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project aims to develop a micromachined patch-clamp probe that enables sub-cellular imaging, electrophysiology, and fluidic delivery at the nanoscale with control of applied force at pN levels. The probe can operate like a force sensing finger to sense contact & membrane rupture, no longer damaging cells. The small aperture allows for micro-injections and interrogation of ion channels. Additional information such as imaging, ion channel localization/mapping, and elastography can be obtained. The probe will provide new insights in the workings of cells. The broader impact/commercial potential of this project is to address the increasing need for tools to study the structure and function of single living cells. Patch clamps and micro-injectors are indispensible tools for studying cellular activity. However, these tools are plagued with numerous problems, such as damaging cells and lack of resolution, which recent innovations fail to address. The proposed nano-patch clamp addresses these problems and enables single cell analysis (SCA) for basic or clinical studies and drug discovery. The micro-machined patch clamp can become a versatile tool for SCA, which has direct implications in diagnostics, understanding disorders, and the discovery of new drugs. With the costs of clinical trials in the billion dollar range, SCA offers researchers an inexpensive way to quickly and harmlessly test and screen drug candidates on cells before testing on animals or humans. At the same time, new personalized treatments tested on the patient?s own cells, rather than one-size-fits-all treatments, have an excellent likelihood of effectively treating diseases in the future.
这个小型企业创新研究(SBIR)第一阶段项目旨在开发一种微机械膜片钳探针,该探针能够在纳米级上进行亚细胞成像,电生理学和流体输送,并在pN水平上控制施加的力。探针可以像力感测手指一样操作,以感测接触膜破裂,不再损伤细胞。小孔径允许离子通道的微注射和询问。可以获得其他信息,如成像、离子通道定位/映射和弹性成像。该探测器将为细胞的运作提供新的见解。该项目更广泛的影响/商业潜力是解决对研究单个活细胞结构和功能的工具日益增长的需求。膜片钳和显微注射器是研究细胞活动不可或缺的工具。然而,这些工具受到许多问题的困扰,例如破坏细胞和缺乏分辨率,最近的创新未能解决这些问题。提出的纳米膜片钳解决了这些问题,并使单细胞分析(SCA)的基础或临床研究和药物发现。微机械膜片钳可以成为SCA的多功能工具,其在诊断、理解疾病和发现新药方面具有直接意义。由于临床试验的成本在10亿美元范围内,SCA为研究人员提供了一种廉价的方法,可以在动物或人类身上进行测试之前,在细胞上快速、无害地测试和筛选候选药物。与此同时,新的个性化治疗对病人进行了测试?人类自己的细胞,而不是一刀切的治疗方法,在未来有效治疗疾病的可能性很大。

项目成果

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