Lab-on-CMOS Electrochemical Microsystem for High Throughput Characterization of Membrane Proteins
用于膜蛋白高通量表征的 CMOS 实验室电化学微系统
基本信息
- 批准号:1307939
- 负责人:
- 金额:$ 36万
- 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:2013-08-01 至 2016-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Membrane proteins are the essential components of the cell that connect all living organisms to the outside world. The mechanisms by which various membrane proteins impart vital functions to natural bilayer lipid membranes (BLMs) are poorly understood, particularly at the molecular and atomic scales. Although there is a critical need to understand the structure and function of novel membrane proteins, discoveries are limited by the substantial bottleneck of preparing and executing detailed experimental studies. Objective: The goal of this interdisciplinary project is to establish new technologies and methodologies for coupling microelectronics with biological interfaces that will enable high throughput characterization of membrane proteins. To achieve this goal, we propose to design a lab-on-CMOS platform that integrates a 1000-element array of microfluidic planar-BLM chambers with embedded CMOS electrochemical instrumentation circuits. The proposed approaches will overcome significant technical barriers and contribute new mechanisms for silicon-to-protein communication pathways, enabling new directions for future research activities and commercial products. Intellectual Merit: The proposed approaches for coupling microelectronics with biological interfaces would overcome significant technical barriers and contribute new mechanisms for silicon-to-protein communication pathways, enabling a new direction for future research activities and commercial products. These approaches will be incorporated into the proposed model instrument which will itself provide ground-breaking new capabilities for high throughput biomembrane characterization enabling significant subsequent advances in many fields of biology, nanomaterials, and medicine. The research efforts would also advance scientific and engineering knowledge in two primary areas.Broader Impact: A model instrument will be developed with new capabilities for high throughput biomembrane characterization, enabling significant subsequent advances in many fields that could transform the frontiers of knowledge, advance our fundamental understanding of basic biological processes, and aid in the generation of new, engineered membrane proteins for sensor platforms, high throughput drug screening, and development of new medical diagnostics and disease treatments, all with wide-reaching benefits to society. Results of the multidisciplinary research will be integrated into education by direct involvement of graduate and undergraduate student researchers, development and delivery of a precollege STEM presentation, and participation in a novel project-based MultidisciplinaryBioprocessing Laboratory course. In addition, research experience will be provided for a secondary education science teacher who will integrate the experience into a teaching module for K-12 programs, including opportunities that target students from underrepresented groups. The results of this project will be disseminated through journal publications, conference presentations, and websites of the investigators and their associated research centers.
膜蛋白是连接所有生物与外部世界的细胞的重要组成部分。各种膜蛋白赋予天然双层类脂膜(BLM)重要功能的机制尚不清楚,特别是在分子和原子水平上。尽管迫切需要了解新型膜蛋白的结构和功能,但由于准备和执行详细的实验研究的实质性瓶颈,这些发现受到了限制。目的:这一跨学科项目的目标是建立微电子学与生物界面相结合的新技术和方法,使膜蛋白的高通量表征成为可能。为了实现这一目标,我们建议设计一个集成了1000个微流控平面BLM室阵列和嵌入式CMOS电化学仪器电路的Lab-on-Cmos平台。建议的方法将克服重大的技术障碍,并为硅到蛋白质的通信途径提供新的机制,为未来的研究活动和商业产品提供新的方向。智力优势:拟议的微电子与生物接口耦合的方法将克服重大技术障碍,并为硅到蛋白质的通信途径提供新的机制,为未来的研究活动和商业产品提供新的方向。这些方法将被整合到拟议的模型仪器中,该模型仪器本身将为高通量生物膜表征提供突破性的新能力,使其能够在生物学、纳米材料和医学的许多领域取得重大后续进展。这些研究工作还将促进两个主要领域的科学和工程知识。更广泛的影响:将开发具有高通量生物膜表征新能力的模型仪器,使随后许多领域的重大进展能够改变知识的前沿,增进我们对基本生物过程的基本理解,并有助于为传感器平台生成新的工程膜蛋白,高通量药物筛选,以及开发新的医疗诊断和疾病治疗,所有这些都将给社会带来广泛的好处。多学科研究的结果将通过研究生和本科生研究人员的直接参与、开发和提供大学前STEM演示文稿以及参与基于项目的新的多学科生物处理实验室课程来整合到教育中。此外,将为一名中学教育科学教师提供研究经验,他将把这些经验纳入K-12方案的教学模块,包括针对代表性不足群体的学生的机会。该项目的成果将通过期刊出版物、会议报告和调查人员及其相关研究中心的网站进行传播。
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)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
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 }}
Andrew Mason其他文献
中国農業全要素生産性およびその地域間収束性の分析
中国农业全要素生产率及其区域趋同分析
- DOI:
- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
合崎英男;澤田学;佐藤和;Cristhian Fernandez;Tomoko Kinugasa and Mitoshi Yamaguchi;藤本高志;山口三十四;山口三十四;山口三十四;山口三十四;黄偉;三簾久夫;加賀爪優;加賀爪優;Kana Miwa;Poumin Han;鈴木宣弘;藤本高志;Tomoko Kinugasa;Andrew Mason;山口三十四・姚万軍 - 通讯作者:
山口三十四・姚万軍
東アジア経済統合への道-ASEANとFTAからみえてくるもの-
东亚经济一体化之路——从东盟和自贸区看——
- DOI:
- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
合崎英男;澤田学;佐藤和;Cristhian Fernandez;Tomoko Kinugasa and Mitoshi Yamaguchi;藤本高志;山口三十四;山口三十四;山口三十四;山口三十四;黄偉;三簾久夫;加賀爪優;加賀爪優;Kana Miwa;Poumin Han;鈴木宣弘;藤本高志;Tomoko Kinugasa;Andrew Mason;山口三十四・姚万軍;Mitoshi Yamaguchi and SriGowri Sanker;Mitoshi Yamaguchi and SriGowri Sanker;鈴木宣弘;Matsuda Toshinobu;山口 三十四;山口 三十四;福井 清一 - 通讯作者:
福井 清一
PSC-specific prognostic scores associated with graft loss and overall mortality in recurrent PSC after liver transplantation
肝移植后复发性原发性硬化性胆管炎中与移植物丢失和总死亡率相关的原发性硬化性胆管炎特定预后评分
- DOI:
10.1016/j.dld.2025.02.001 - 发表时间:
2025-06-01 - 期刊:
- 影响因子:3.800
- 作者:
Ellina Lytvyak;Dennis Wang;Devika Shreekumar;Maryam Ebadi;Yousef Alrifae;Andrew Mason;Aldo J. Montano-Loza - 通讯作者:
Aldo J. Montano-Loza
766 – Urine Metabolomics Allows to Differentiate Uc from Cd in Patients with Psc
- DOI:
10.1016/s0016-5085(19)40017-6 - 发表时间:
2019-05-01 - 期刊:
- 影响因子:
- 作者:
Mandana Rahbari;Robert Tso;Sandra O'Keefe;Victor Tso;Tracy Jordan;Bertus Eksteen;Andrew Mason - 通讯作者:
Andrew Mason
東アジア諸国の技術革新と技術模倣に関する計量的分析
东亚国家技术创新与技术模仿的定量分析
- DOI:
- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
合崎英男;澤田学;佐藤和;Cristhian Fernandez;Tomoko Kinugasa and Mitoshi Yamaguchi;藤本高志;山口三十四;山口三十四;山口三十四;山口三十四;黄偉;三簾久夫;加賀爪優;加賀爪優;Kana Miwa;Poumin Han;鈴木宣弘;藤本高志;Tomoko Kinugasa;Andrew Mason;山口三十四・姚万軍;Mitoshi Yamaguchi and SriGowri Sanker;Mitoshi Yamaguchi and SriGowri Sanker;鈴木宣弘;Matsuda Toshinobu;山口 三十四;山口 三十四 - 通讯作者:
山口 三十四
Andrew Mason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('Andrew Mason', 18)}}的其他基金
Development of antimicrobial peptides against Gram-negative antibiotic resistant pathogens
针对革兰氏阴性抗生素耐药病原体的抗菌肽的开发
- 批准号:
MC_PC_MR/T029552/1 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Research Grant
Assessing the relevance of Galleria mellonella to antibiotic drug discovery for pulmonary infections
评估大蜡螟与肺部感染抗生素药物发现的相关性
- 批准号:
NC/T001240/1 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Research Grant
Understanding antimicrobial peptide mechanisms; a rationale for the improved design of antibiotics and vectors
了解抗菌肽机制;
- 批准号:
G0801072/1 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Research Grant
IDBR: Temperature Controlled Array Microsystem for Functional Proteomics
IDBR:用于功能蛋白质组学的温控阵列微系统
- 批准号:
0649847 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Continuing Grant
Acquisition of an Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer for the College of Natural Sciences and Mathematics, California State University, Long Beach
为加州州立大学长滩分校自然科学与数学学院购置一台电感耦合等离子体质谱仪
- 批准号:
9977564 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
CRUI: Quantification of Metal Transfer From Metallothionein to Apometalloproteins Using Voltammetry Combined On Line with HPLC/ICP-MS
CRUI:使用伏安法与 HPLC/ICP-MS 结合在线定量从金属硫蛋白到脱辅基金属蛋白的金属转移
- 批准号:
9978806 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Continuing Grant
Acquisition of a Transmission Electron Microscope
购买透射电子显微镜
- 批准号:
8820774 - 财政年份:1989
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
12英寸CMOS兼容硅基光子集成芯片制备技术
- 批准号:2025C01002
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于CMOS图像传感器的X射线超快分幅成像技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
面向高性能计算的低温CMOS工艺设计库和芯片
- 批准号:2025C01193
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
强辐射环境下CMOS 图像传感器可靠性损伤机理及缺陷演化机制研
究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
CMOS工艺下新型毫米波时控收发机芯片技术研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:省市级项目
面向蓝紫光的 CMOS 集成单光子探测芯片关键技术研究
- 批准号:2024JJ7609
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
可重构超低温CMOS量子比特读取接收机芯片研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于CMOS生物芯片的分枝杆菌种属及耐药基因高阶多重检测系统构建
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
面向呼吸监测的CMOS-MEMS单片集成多功能传感微系统研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:省市级项目
CMOS兼容的硅基直接外延多波长量子点DFB激光器阵列
- 批准号:62334007
- 批准年份:2023
- 资助金额:222.00 万元
- 项目类别:重点项目
相似海外基金
Exploitation of High Voltage CMOS sensors for tracking applications in physics experiments and beyond
利用高压 CMOS 传感器跟踪物理实验及其他领域的应用
- 批准号:
MR/X023834/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Fellowship
In-situ & operando organic electrochemical transistors monitored by non-destructive spectroscopies for organic CMOS-like neuromorphic circuits (ICONIC)
原位
- 批准号:
10104091 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
EU-Funded
CMOS技術と融合した分子スピン量子ビットの開発
结合CMOS技术开发分子自旋量子位
- 批准号:
23K22802 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
植物工場での栽培モニタリングを実現する刺入型CMOSイオン・ケミカルイメージセンサ
实现植物工厂栽培监控的穿透式CMOS离子化学图像传感器
- 批准号:
24K00944 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
細胞間情報伝達の相互作用を解明するCMOSバイオイメージセンサの開発
开发CMOS生物图像传感器以阐明细胞间信息传输的相互作用
- 批准号:
24K17322 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
SBIR Phase I: Subtractive-waveguide based Display for Augmented Reality Smart Glasses using Spatial-temporal Multiplexed Single-CMOS Panels
SBIR 第一阶段:使用时空复用单 CMOS 面板的基于减法波导的增强现实智能眼镜显示器
- 批准号:
2335927 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
広帯域高感度宇宙X線観測用CMOSの開発
宽带高灵敏度宇宙X射线观测CMOS的研制
- 批准号:
23K22540 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
多階調読み出しの導入による超伝導-CMOSハイブリッドシステムの高集積・低電力化
通过引入多级读出实现超导-CMOS混合系统的高集成度和低功耗
- 批准号:
24K17319 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Beyond CMOSのための省配線プロセッサアーキテクチャとその自動生成に関する研究
Beyond CMOS省线处理器架构及其自动生成研究
- 批准号:
24K02913 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Collaborative Research: CMOS+X: A Device-to-Architecture Co-development and Demonstration of Large-scale Integration of FeFET on CMOS for Emerging Computing Applications
合作研究:CMOS X:用于新兴计算应用的 CMOS 上大规模集成 FeFET 的设备到架构联合开发和演示
- 批准号:
2404874 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant