RAPID COVID-19: Metasurface Enhanced Raman Spectroscopy Platform for High-Sensitivity, Multiplexed Detection of Antibodies and RNA for Point-of-Care Diagnostics

RAPID COVID-19:超表面增强拉曼光谱平台,用于抗体和 RNA 的高灵敏度多重检测,用于即时诊断

基本信息

  • 批准号:
    2032196
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 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:
    2020-05-15 至 2021-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The ability to rapidly and accurately detect coronavirus disease 2019 (COVID-19) is imperative in managing the current global outbreak. In response to this critical need, the research groups of Prof. Tao and Prof. Steinmetz at the University of California, San Diego will collaborate to develop sensitive diagnostic tests that are easy to perform at the point-of-care. The project aims to enable 1) direct detection of viral ribonucleic acid (RNA) without the need of RNA amplification; and 2) a sensitive immunoassay at the earlier stages of infection. This project provides interdisciplinary research training opportunities to a postdoctoral researcher, undergraduates, and graduate students. In addition, it promotes teaching and learning by incorporating novel insights from this research into the NanoEngineering undergraduate and graduate curriculum and summarizing the findings in lay terms in videos.The research team seeks to develop an innovative metasurface-enhanced Raman spectroscopy (mSERS) sensing platform for detecting coronavirus infection. Nanoscale optical cavities are uniquely designed to enhance the sensitivity of optical detection by increasing both the local optical field strengths of hot spots and the hot spot area for sampling a large number of analyte molecules in the cavity. The quantitative readout of Raman scattering intensity for a single vibrational band can be performed using a commercial benchtop spectrometer. Integration of this highly sensitive mSERS optical technique with vertical flow, lateral flow, or dipstick devices enables fast, straightforward sample preparation and easy-to-perform testing. This versatile platform can be used for multiplex detection of nucleic acid (RNA and DNA), antigens/antibodies, or biomarkers.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.
快速准确检测冠状病毒病2019年(新冠肺炎)的能力对于管理当前的全球疫情至关重要。为了应对这一迫切需求,加州大学圣地亚哥分校的陶教授和施泰因梅茨教授的研究小组将合作开发敏感的诊断测试,这些测试很容易在护理点执行。该项目旨在1)直接检测病毒核糖核酸(RNA),而不需要RNA扩增;2)在感染的早期阶段进行灵敏的免疫分析。该项目为博士后研究员、本科生和研究生提供跨学科研究培训机会。此外,它还通过将这项研究的新见解融入纳米工程本科生和研究生课程并在视频中总结研究结果来促进教和学。研究团队致力于开发一种创新的亚表面增强拉曼光谱(MSERS)传感平台来检测冠状病毒感染。纳米光学腔的独特设计是通过增加热点的局部光场强度和采样腔中大量分析物分子的热点区域来提高光学检测的灵敏度。使用商用台式光谱仪可以定量读出单个振动带的拉曼散射强度。将这种高灵敏度的mSERS光学技术与垂直流动、横向流动或试纸装置相结合,可以快速、直接地进行样品制备和易于执行的测试。这一多功能平台可用于核酸(RNA和DNA)、抗原/抗体或生物标志物的多重检测。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势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

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biomimetic Virus-Like Particles as Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Diagnostic Tools
  • DOI:
    10.1021/acsnano.0c08430
  • 发表时间:
    2021-01-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Chan, Soo Khim;Du, Pinyi;Steinmetz, Nicole F.
  • 通讯作者:
    Steinmetz, Nicole F.
Virus-Like Particles as Positive Controls for COVID-19 RT-LAMP Diagnostic Assays
  • DOI:
    10.1021/acs.biomac.0c01727
  • 发表时间:
    2021-02-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Chan, Soo Khim;Du, Pinyi;Steinmetz, Nicole F.
  • 通讯作者:
    Steinmetz, Nicole F.
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lauren Takiguchi;Mark B. Rober;Jocelyn G. Olvera;Amanda L. Wacker;Ryan J. Fantasia;Boyu Liu;Wade E. Shipley;Andrea Tao;Pallav Kosuri
  • 通讯作者:
    Pallav Kosuri

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    $ 20万
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  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了