Chemical Gating of a Tube-in-a-Tube Semiconductor

管中管半导体的化学门控

基本信息

  • 批准号:
    9551411
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2020-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): There were over 8 million cancer-related deaths worldwide in 2013. According to the World Health Organization, this death toll will reach 13.1 million by 2030 unless rapid and cost- effective diagnostic technologies are developed for the early detection of the disease. Current diagnostic techniques such as ELISA are time-consuming for point-of-care settings and often cost-prohibitive for developing countries where resources are scarce. Here, we propose a potentially transformative all-carbon electronic biosensor based on a tube-in-a-tube semiconductor (Tube^2) created by our research team. A Tube^2 is composed of an atom-thick semiconductor nested within a charged, covalent functional shell. We hypothesize that conductance through the semiconductor can be completely controlled solely by surface functional groups on the shell such that binding of a small number of targeted cancer markers can be detected electrically. Our preliminary studies have shown evidence of chemically gated field effect detection of DNA using thin-film Tube^2 sensors. The proposed research will focus on three specific aims: 1) establishing the fundamentals of electrode-free chemical gating of Tube^2; 2) coaxial chemical lithography with light; and 3) label-free and multiplexed detection of cancer biomarkers by Tube^2 sensors. In Aim 1, a series of aryl functional groups will be attached covalently at controlled densities on Tube^2 to quantitatively determine the gating effects of surface functional groups. In Aim 2, we will investigate light-driven defunctionalization and re-functionalization of Tube^2 as the basis for a straightforward, fundamentally new fabrication approach to electronic sensor arrays. In Aim 3, chemically gated field effect detection of model cancer markers, including prostate-specific antigen and ¿-fetoprotein, will be investigated in thin-film Tube^2 sensor arrays. This work may provide a new foundation for the development of rapid and cost-effective medical diagnostic technologies.
描述(由申请人提供):2013年全球有超过800万例癌症相关死亡。根据世界卫生组织的数据,到2030年,这一死亡人数将达到1310万,除非开发出快速和具有成本效益的诊断技术,以早期发现这种疾病。目前的诊断技术,如酶联免疫吸附法,在护理点的设置是耗时的,往往是成本高昂的发展中国家的资源稀缺。在这里,我们提出了一种潜在的变革性全碳电子生物传感器,它基于我们的研究团队创建的管中管半导体(Tube ^2)。电子管^[2]是由一个原子厚度的半导体嵌套在一个带电的共价功能壳层中构成的。我们假设,通过半导体的电导可以完全由壳上的表面官能团控制,从而可以通过电学检测到少量靶向癌症标志物的结合。我们的初步研究已经证明了利用薄膜管传感器进行DNA的化学门控场效应检测的可行性。拟议中的研究将集中在三个具体目标上:1)建立Tube^2的无电极化学门控基础; 2)光同轴化学光刻; 3)Tube^2传感器对癌症生物标志物的无标记和多路检测。在目标1中,一系列芳基官能团将以受控的密度共价连接在管^[2]上,以定量测定表面官能团的门控效应。在目标2中,我们将研究光驱动的电子管去功能化和再功能化,以此作为一种直接的、全新的电子传感器阵列制造方法的基础。在目标3中,将在薄膜管传感器阵列中研究模型癌症标记物(包括前列腺特异性抗原和甲胎蛋白)的化学门控场效应检测。这项工作可能为开发快速和具有成本效益的医疗诊断技术提供新的基础。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chemical Control and Spectral Fingerprints of Electronic Coupling in Carbon Nanostructures.
Optically Triggered Melting of DNA on Individual Semiconducting Carbon Nanotubes.
Chemically tailored carbon nanotubes as a new toolbox for biomedicine and beyond
化学定制碳纳米管作为生物医学及其他领域的新工具箱
  • DOI:
    10.1042/bio04104010
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Barnes, Benjamin;Brozenay, Alexandra;Wang, YuHuang
  • 通讯作者:
    Wang, YuHuang
Chirality-Selective Functionalization of Semiconducting Carbon Nanotubes with a Reactivity-Switchable Molecule.
Laser Lithography of a Tube-in-a-Tube Nanostructure.
  • DOI:
    10.1021/acsnano.7b00624
  • 发表时间:
    2017-03-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Ng AL;Piao Y;Wang Y
  • 通讯作者:
    Wang Y
{{ 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 }}

YuHuang Wang其他文献

YuHuang Wang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('YuHuang Wang', 18)}}的其他基金

Chemical Gating of a Tube-in-a-Tube Semiconductor
管中管半导体的化学门控
  • 批准号:
    9333419
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
Chemical Gating of a Tube-in-a-Tube Semiconductor
管中管半导体的化学门控
  • 批准号:
    8861779
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:

相似国自然基金

靶向递送一氧化碳调控AGE-RAGE级联反应促进糖尿病创面愈合研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500010
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
对香豆酸抑制AGE-RAGE-Ang-1通路改善海马血管生成障碍发挥抗阿尔兹海默病作用
  • 批准号:
    2025JJ70209
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AGE-RAGE通路调控慢性胰腺炎纤维化进程的作用及分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
甜茶抑制AGE-RAGE通路增强突触可塑性改善小鼠抑郁样行为
  • 批准号:
    2023JJ50274
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
蒙药额尔敦-乌日勒基础方调控AGE-RAGE信号通路改善术后认知功能障碍研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
LncRNA GAS5在2型糖尿病动脉粥样硬化中对AGE-RAGE 信号通路上相关基因的调控作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
围绕GLP1-Arginine-AGE/RAGE轴构建探针组学方法探索大柴胡汤异病同治的效应机制
  • 批准号:
    81973577
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AGE/RAGE通路microRNA编码基因多态性与2型糖尿病并发冠心病的关联研究
  • 批准号:
    81602908
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC轴致骨关节炎易感的机制研究
  • 批准号:
    81501928
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

PROTEMO: Emotional Dynamics Of Protective Policies In An Age Of Insecurity
PROTEMO:不安全时代保护政​​策的情绪动态
  • 批准号:
    10108433
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    EU-Funded
The role of dietary and blood proteins in the prevention and development of major age-related diseases
膳食和血液蛋白在预防和发展主要与年龄相关的疾病中的作用
  • 批准号:
    MR/X032809/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Fellowship
Atomic Anxiety in the New Nuclear Age: How Can Arms Control and Disarmament Reduce the Risk of Nuclear War?
新核时代的原子焦虑:军控与裁军如何降低核战争风险?
  • 批准号:
    MR/X034690/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Fellowship
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341426
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341424
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Doctoral Dissertation Research: Effects of age of acquisition in emerging sign languages
博士论文研究:新兴手语习得年龄的影响
  • 批准号:
    2335955
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The economics of (mis)information in the age of social media
社交媒体时代(错误)信息的经济学
  • 批准号:
    DP240103257
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
How age & sex impact the transcriptional control of mammalian muscle growth
你多大
  • 批准号:
    DP240100408
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Supporting teachers and teaching in the age of Artificial Intelligence
支持人工智能时代的教师和教学
  • 批准号:
    DP240100111
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Enhancing Wahkohtowin (Kinship beyond the immediate family) Community-based models of care to reach and support Indigenous and racialized women of reproductive age and pregnant women in Canada for the prevention of congenital syphilis
加强 Wahkohtowin(直系亲属以外的亲属关系)以社区为基础的护理模式,以接触和支持加拿大的土著和种族育龄妇女以及孕妇,预防先天梅毒
  • 批准号:
    502786
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.48万
  • 项目类别:
    Directed Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了