Probing the location, number, and function of surface-bound antibodies on plasmonic nanoparticle biosensors using super-resolution fluorescence imaging

使用超分辨率荧光成像探测等离子体纳米颗粒生物传感器上表面结合抗体的位置、数量和功能

基本信息

  • 批准号:
    1402610
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.1万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-06-15 至 2015-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Proposal: 1402610PI: Willets, KatherineTitle: Probing the location, number, and function of surface-bound antibodies on plasmonic nanoparticle biosensors using super-resolution fluorescence imagingNanobiosensors have the potential to revolutionize both in vitro and in vivo diagnostics because they allow for targeting and signaling of biomarkers of disease in a single, nanoscale platform. Typically, nanobiosensors are based on a nanoparticle core, such as a 20- 50 nm gold nanoparticle, which is then functionalized with molecules, such as antibodies, that capture and report the presence of specific biomarkers. In the ideal case, the bound antibodies should cover the entire surface of each nanoparticle core while retaining their function, in order to maximize the chance of capturing and reporting on biomarkers of interest. A great deal of effort has gone into developing new synthetic strategies for preparing antibody-functionalized metal nanoparticles. However, the small size of both the antibodies and the nanoparticle core makes it incredibly difficult to measure where individual antibodies are bound on the nanoparticle surface and whether each retains its ability to capture its target. The proposed work will use super-resolution single molecule fluorescence imaging to measure the location, number, and function of antibodies bound to metal nanoparticles, in order to determine how different preparation strategies impact the particle-to-particle heterogeneity and function of this important class of nanobiosensors. Successful completion of this project will result in development of better, more sensitive and specific nanobiosensors.Technical Description: In super-resolution single molecule fluorescence imaging, fluorescent molecules are toggled between an emissive and non-emissive state via careful control of their chemical environment and the intensity of the excitation laser. By allowing only a single molecule to be emissive at a time, its diffraction-limited emission can be fit to a model function, such as a 2-dimensional Gaussian, to locate the position of the emitter with resolution better than 10 nm. In the proposed experiments, antibodies bound to the surface of metal nanoparticles will be labeled with fluorescent molecules, and the position of each fluorescent emitter (and thus each antibody) will be determined using the super-resolution approach described above. Target antigens will also be labeled with a different fluorescent dye. If surface-bound antibodies retain their ability to capture their target antigen, co-localization between the positions of the different fluorescent tags will be observed, signaling retention of function. By working at the single molecule level, individual antibodies bound to single nanoparticles will be probed one at a time, allowing a complete mapping of the function retention and heterogeneity across the nanobiosensor population.
提议:1402610PI:Willets,Katherine标题:使用超分辨率荧光成像探测血浆纳米颗粒生物传感器上表面结合抗体的位置、数量和功能纳米生物传感器具有革新体外和体内诊断的潜力,因为它们允许在单个纳米级平台上对疾病的生物标志物进行靶向和信号传递。通常,纳米生物传感器基于纳米颗粒核心,如20-50 nm的金纳米颗粒,然后用分子(如抗体)功能化,捕获并报告特定生物标志物的存在。在理想情况下,结合的抗体应该覆盖每个纳米颗粒核心的整个表面,同时保留它们的功能,以便最大限度地增加捕获和报告感兴趣的生物标志物的机会。为了制备抗体功能化的金属纳米颗粒,人们在开发新的合成策略方面做了大量的工作。然而,抗体和纳米颗粒核心的小尺寸使得测量单个抗体结合在纳米颗粒表面的位置以及每个抗体是否保持其捕获目标的能力变得极其困难。这项拟议的工作将使用超分辨率单分子荧光成像来测量与金属纳米颗粒结合的抗体的位置、数量和功能,以确定不同的制备策略如何影响这类重要的纳米生物传感器的颗粒到颗粒的异质性和功能。该项目的成功完成将导致开发出更好、更灵敏和更特异的纳米生物传感器。技术描述:在超分辨率单分子荧光成像中,通过仔细控制荧光分子的化学环境和激发激光的强度,荧光分子在发射和非发射状态之间切换。通过一次只允许一个分子发射,它的衍射限制发射可以符合一个模型函数,例如二维高斯,以定位分辨率优于10 nm的发射体的位置。在拟议的实验中,结合在金属纳米颗粒表面的抗体将被标记上荧光分子,并使用上述超分辨率方法确定每个荧光发射体(从而每个抗体)的位置。目标抗原也将被标记上不同的荧光染料。如果表面结合的抗体保持其捕获目标抗原的能力,将观察到不同荧光标记位置之间的共同定位,这表明功能保持不变。通过在单分子水平上的工作,结合到单个纳米颗粒上的单个抗体将被一次探测一个,从而实现整个纳米生物传感器群体的功能保留和异质性的完整映射。

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 }}

Katherine Willets其他文献

Katherine Willets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('Katherine Willets', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Workshop: Challenges and Prospects for the Next 10 Years of Nanochemistry
合作研究:研讨会:纳米化学未来十年的挑战与前景
  • 批准号:
    2316672
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Standard Grant
COLLABORATIVE RESEARCH: DMREF: Designing Plasmonic Nanoparticle Assemblies For Active Nanoscale Temperature Control By Exploiting Near- And Far-Field Coupling
合作研究:DMREF:通过利用近场和远场耦合设计用于主动纳米级温度控制的等离激元纳米颗粒组件
  • 批准号:
    2118389
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Synchronizing the chemical composition of silver nanoparticle surfaces
同步银纳米粒子表面的化学成分
  • 批准号:
    2003613
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Standard Grant
OP: Super-resolution imaging of plasmon-molecule interactions
OP:等离子体分子相互作用的超分辨率成像
  • 批准号:
    1807269
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Standard Grant
DMREF: Collaborative Research: Nanoscale Temperature Manipulation via Plasmonic Fano Interferences
DMREF:协作研究:通过等离子体 Fano 干扰进行纳米级温度操纵
  • 批准号:
    1728340
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Probing the location, number, and function of surface-bound antibodies on plasmonic nanoparticle biosensors using super-resolution fluorescence imaging
使用超分辨率荧光成像探测等离子体纳米颗粒生物传感器上表面结合抗体的位置、数量和功能
  • 批准号:
    1540926
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Understanding plasmon-enhanced electromagnetic hot spots for surface-enhanced spectroscopies
了解表面增强光谱的等离子体增强电磁热点
  • 批准号:
    1540927
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Understanding plasmon-enhanced electromagnetic hot spots for surface-enhanced spectroscopies
了解表面增强光谱的等离子体增强电磁热点
  • 批准号:
    1409178
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

空间co-location模式挖掘中的模糊技术研究
  • 批准号:
    61966036
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
领域驱动空间co-location模式挖掘技术研究
  • 批准号:
    61472346
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
带不精确概率和约束的co-location挖掘及其可视化研究
  • 批准号:
    61272126
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不确定数据的空间co-location模式挖掘技术研究
  • 批准号:
    61063008
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
枢纽港选址及相关问题的算法设计
  • 批准号:
    71001062
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    17.6 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
无重复析因设计的散度效应分析
  • 批准号:
    10626037
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目

相似海外基金

Functional characterization of schizophrenia rare variants using genetically engineered human iPSCs
使用基因工程人类 iPSC 进行精神分裂症罕见变异的功能表征
  • 批准号:
    10554598
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Mechanisms of programmed chromosome breakage
程序性染色体断裂的机制
  • 批准号:
    10552369
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Mapping functional brain connectivity, neurodevelopment, and imaging-genetic associations in individuals with genetic and clinical risk factors for neuropsychiatric illness
绘制具有神经精神疾病遗传和临床危险因素的个体的功能性大脑连接、神经发育和成像-遗传关联
  • 批准号:
    10678553
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Human gene duplications in neurodevelopment and disease
神经发育和疾病中的人类基因重复
  • 批准号:
    10803027
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Role of C. elegans RAPGEF in Synapse Development at the Neuromuscular Junction
线虫 RAPGEF 在神经肌肉接头突触发育中的作用
  • 批准号:
    10676616
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Data Processing, Analysis and Modeling Unit
数据处理、分析和建模单元
  • 批准号:
    10904041
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Gaining insights: the effects of the RMK gain-of-function mutations on brain development and neurodevelopmental disorders
获得见解:RMK 功能获得性突变对大脑发育和神经发育障碍的影响
  • 批准号:
    10688073
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Structural and functional principles underlying germline genome transmission
种系基因组传播的结构和功能原理
  • 批准号:
    10676300
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Molecular mechanisms underlying strabismus risk
斜视风险的分子机制
  • 批准号:
    10542397
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
Cellular consequences and convergent biology of schizophrenia-associated rare variants in the diverse GPC cohort
不同 GPC 队列中精神分裂症相关罕见变异的细胞后果和趋同生物学
  • 批准号:
    10672460
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.1万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了