I-Corps: A Super-Sensitive, Real-Time Sensor for Reactive Oxygen Species (ROS)

I-Corps:超灵敏实时活性氧 (ROS) 传感器

基本信息

  • 批准号:
    2023102
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-01 至 2022-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this I-Corps project is the development of a sensor for the real-time detection of reactive oxygen species (ROS), which are free radicals that can lead into aging, cancer, and neurodegenerative diseases. Currently, there is no standard measuring protocol for ROS, causing mixed interpretation and clinical diagnoses of biomarkers. A highly sensitive, real-time sensor for ROS was developed with significant advantages over existing methods. This sensor may improve current clinical and cosmetic practices and help in the prevention of diseases associated with free radicals. This technology also may provide an industrial standard protocol for measuring free radicals, which would contribute to more reliable results. This technology also may be used in food packaging and food distributing industries for monitoring chemical and microbial contamination in food. In addition, it also may have environmental applications, as the sensor could help to provide better control of the free radicals in the advanced oxidation process for contaminated groundwater remediation. This I-Corps project is based on the development of a super-sensitive sensor for the detection of reactive oxygen species (ROS). The technology consists of an electrode modified with a composite comprising ultra-small cerium oxide nanoparticles anchored to a highly conductive carbon support. The strong affinity of cerium oxide toward hydroxyl free radicals was used to develop a composite sensor for real-time detection. The impedance signal generated from the interaction between the sample and the sensor is used to detect the type and concentration of ROS, with a limit of detection (LOD) as low as 0.006 mM of hydroxyl free radicals, as compared to LODs of 0.1-10 mM with other methods. A hand-held detection device has been designed and fabricated using a 3D printer, and this has been successfully tested in various liquid and tissue samples in vitro.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这个I-Corps项目的更广泛的影响/商业潜力是开发一种用于实时检测活性氧(ROS)的传感器,活性氧是一种可导致衰老,癌症和神经退行性疾病的自由基。目前,没有ROS的标准测量方案,导致生物标志物的混合解释和临床诊断。开发了一种高灵敏度的实时ROS传感器,与现有方法相比具有显着优势。这种传感器可以改善目前的临床和美容实践,并有助于预防与自由基相关的疾病。该技术还可以提供用于测量自由基的工业标准协议,这将有助于获得更可靠的结果。该技术还可用于食品包装和食品分销行业,以监测食品中的化学和微生物污染。此外,它也可能具有环境应用,因为传感器可以帮助在用于污染地下水修复的高级氧化过程中更好地控制自由基。这个I-Corps项目是基于开发一种用于检测活性氧(ROS)的超灵敏传感器。该技术包括用复合材料修饰的电极,该复合材料包括锚定在高导电性碳载体上的超小氧化铈纳米颗粒。利用氧化铈对羟基自由基的强亲和性,研制了一种用于实时检测的复合传感器。从样品和传感器之间的相互作用产生的阻抗信号用于检测ROS的类型和浓度,与其他方法的0.1-10 mM的检测限(LOD)相比,检测限(LOD)低至0.006 mM的羟基自由基。利用3D打印机设计并制造了一种手持式检测设备,并成功地在各种液体和组织样本中进行了体外测试。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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  • 资助金额:
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