Label-free imaging of biological chromophores using photothermal signatures

使用光热特征对生物发色团进行无标记成像

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2015-03666
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Optics-based imaging technologies have gained significant attention during the past three decades due to their safe non-ionizing nature and high resolving power. The source of contrast in these technologies is predominantly light scattering from tissue inhomogeneity. However, light scattering is insensitive to early disease-induced abnormalities as these changes typically initiate at the molecular level. Obtaining diagnostic contrast from light absorption is a label-free solution for improving the molecular sensitivity. The proposed research program intends to incorporate this idea to introduce new technologies as well as to enhance the current state-of-the-art in optics-based molecular-contrast imaging. ****In research theme 1, we will develop a modified photo-thermal optical coherence tomography (PT-OCT) system for visualizing and studying chromophores using their photo-thermal signatures. The amplitude and phase spectrums of photo-thermal responses will be used to study the physical properties of chromophores/absorbers. Moreover, radar matched-filter detection method will be introduced to the PT-OCT field. Here the photo-thermal beam will be intensity modulated in a codded manner and the corresponding OCT phase signal will be studied with cross-correlation matched-filtering. This approach is expected to improve PT-OCT resolution by allowing for deconvolution of individual responses from overlapping chromophores/absorbers. The outcomes of this research theme are useful not only to Canadian public as a disease diagnostic imaging device, but also to Canadian researchers as a label-free imaging tool for characterizing molecular species and studying their activities. The developed knowledge and techniques have the potential to be used in early disease diagnosis, quantification of blood oxygenation and glucose levels, and drug discovery. ****In research theme 2, taking PI's previous research as a starting point, we will develop a thermo-photonic long-wavelength infrared (LWIR) dental caries detection system. Use of LWIR detection band in dental samples is novel and also beneficial from the thermal-wave science point of view. Single-frequency and codded intensity modulation (i.e. lock-in and matched-filter detection) will be incorporated in the system to reveal early tooth demineralization. The outcomes of this research theme are useful to Canadian public as an early dental caries detection technology. The Government of Canada is also expected to benefit from this early detection technology by lowering the cost of dental care in the long run. Another potential application of the LWIR thermo-photonic system is non-destructive evaluation of manufacturing flaws and defects in materials. ****Five graduate students and five undergraduate students will be trained within 5 years, gaining a spectrum of technical and soft skills required for their future employment.**
在过去的三十年中,基于光学的成像技术由于其安全的非电离性质和高分辨率而获得了极大的关注。在这些技术中,对比度的来源主要是来自组织不均匀性的光散射。然而,光散射对早期疾病引起的异常不敏感,因为这些变化通常在分子水平上开始。从光吸收获得诊断对比是提高分子灵敏度的无标记解决方案。拟议的研究计划打算将这一想法纳入引入新技术,并提高当前最先进的光学分子对比成像技术。****在研究主题1中,我们将开发一种改进的光热光学相干层析成像(PT-OCT)系统,用于利用其光热特征来可视化和研究发色团。光热响应的振幅和相位谱将用于研究发色团/吸收剂的物理性质。此外,将雷达匹配滤波检测方法引入到PT-OCT领域。在这里,光热光束将以编码方式进行强度调制,并通过相互关联匹配滤波研究相应的OCT相位信号。这种方法有望通过允许重叠发色团/吸收剂的个体响应的反卷积来提高PT-OCT分辨率。该研究主题的结果不仅对加拿大公众有用,作为疾病诊断成像设备,而且对加拿大研究人员有用,作为表征分子物种和研究其活动的无标签成像工具。所开发的知识和技术有潜力用于早期疾病诊断、血氧和血糖水平的量化以及药物发现。****在研究主题2中,我们将以PI之前的研究为出发点,开发一种热光子长波红外(LWIR)龋齿检测系统。从热波科学的角度来看,在牙齿样品中使用LWIR检测波段是新颖的,也是有益的。该系统将结合单频和编码强度调制(即锁定和匹配滤波器检测),以显示早期牙齿脱矿。本课题的研究成果对加拿大公众作为早期龋病检测技术是有用的。预计加拿大政府也将从这种早期检测技术中受益,因为从长远来看,它可以降低牙科保健的费用。LWIR热光子系统的另一个潜在应用是对制造缺陷和材料缺陷的无损评估。****五名研究生和五名本科生将在五年内接受培训,获得未来就业所需的一系列技术和软技能

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 }}

Tabatabaei, Nima其他文献

Thermographic detection and quantification of THC in oral fluid at unprecedented low concentrations
  • DOI:
    10.1364/boe.388990
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Thapa, Damber;Samadi, Nakisa;Tabatabaei, Nima
  • 通讯作者:
    Tabatabaei, Nima
Machine Learning-Assisted Short-Wave InfraRed (SWIR) Techniques for Biomedical Applications: Towards Personalized Medicine.
  • DOI:
    10.3390/jpm14010033
  • 发表时间:
    2023-12-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Salimi, Mohammadhossein;Roshanfar, Majid;Tabatabaei, Nima;Mosadegh, Bobak
  • 通讯作者:
    Mosadegh, Bobak
Lock-in thermography using a cellphone attachment infrared camera
  • DOI:
    10.1063/1.5021601
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Razani, Marjan;Parkhimchyk, Artur;Tabatabaei, Nima
  • 通讯作者:
    Tabatabaei, Nima
Low-Cost Resistive Microfluidic Salinity Sensor for High-Precision Detection of Drinking Water Salt Levels.
  • DOI:
    10.1021/acsomega.2c00268
  • 发表时间:
    2022-05-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Heydari, Mohammad Javad Farshchi;Tabatabaei, Nima;Rezai, Pouya
  • 通讯作者:
    Rezai, Pouya
High-speed label-free confocal microscopy of Caenorhabditis elegans with near infrared spectrally encoded confocal microscopy
  • DOI:
    10.1364/boe.427685
  • 发表时间:
    2021-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Rashtchian, Sadaf;Youssef, Khaled;Tabatabaei, Nima
  • 通讯作者:
    Tabatabaei, Nima

Tabatabaei, Nima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('Tabatabaei, Nima', 18)}}的其他基金

Molecular-Specific Sensing and Imaging of Biological Samples
生物样品的分子特异性传感和成像
  • 批准号:
    RGPIN-2022-04605
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Design, development, and validation of an end-user assay for low-cost, on-site, and rapid quantification of COVID-19 antigen and antibodies
设计、开发和验证最终用户检测方法,以低成本、现场快速定量 COVID-19 抗原和抗体
  • 批准号:
    570531-2021
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Label-free imaging of biological chromophores using photothermal signatures
使用光热特征对生物发色团进行无标记成像
  • 批准号:
    RGPIN-2015-03666
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Portable thermo-photonic device for roadside detection of cannabis consumption
用于路边大麻消费检测的便携式热光子装置
  • 批准号:
    531925-2018
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Idea to Innovation
Label-free imaging of biological chromophores using photothermal signatures
使用光热特征对生物发色团进行无标记成像
  • 批准号:
    RGPIN-2015-03666
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Thermo-Photonic Reader for Accurate and Sensitive Interpretation and Quantification of BTNX Inc COVID-19 Antibody Rapid Tests
热光子阅读器可准确、灵敏地解释和量化 BTNX Inc COVID-19 抗体快速测试
  • 批准号:
    555006-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Label-free imaging of biological chromophores using photothermal signatures
使用光热特征对生物发色团进行无标记成像
  • 批准号:
    RGPIN-2015-03666
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Portable thermo-photonic device for roadside detection of cannabis consumption
用于路边大麻消费检测的便携式热光子装置
  • 批准号:
    531925-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Idea to Innovation
Label-free imaging of biological chromophores using photothermal signatures
使用光热特征对生物发色团进行无标记成像
  • 批准号:
    RGPIN-2015-03666
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Label-free imaging of biological chromophores using photothermal signatures
使用光热特征对生物发色团进行无标记成像
  • 批准号:
    RGPIN-2015-03666
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

一次扫描多对比度及free-water DTI技术在功能区脑肿瘤中的研究
  • 批准号:
    JCZRLH202500011
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于碳纳米管技术和转座子开发一种新型的、 marker-free 的植物转基因技术
  • 批准号:
    Z24C160005
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于Lab-free电化学发光平台的ctDNA甲基化分析研究
  • 批准号:
    22374123
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向Cell-Free网络的协同虚拟化与动态传输
  • 批准号:
    62371367
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于制备内源5mc-free基因组的策略鉴定新型DNA修饰并解析其产生机理
  • 批准号:
    32370576
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于定点突变膜受体Cell-free合成生物色谱新方法的PDGFRβ抑制剂筛选和结合位点分析
  • 批准号:
    82273886
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不同功能基团的电中性Drug-Free纳米颗粒的构建及克服肿瘤耐药的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
利用CRISPR/Cas RNP介导的DNA-free基因编辑衣藻控制登革热传播媒介伊蚊
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
番茄基于DNA-free基因编辑技术的2种类病毒抑制和脱毒的机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
低损耗snapback-free RC LIGBT机理与新结构研究
  • 批准号:
    62104030
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Label-Free Intraoperative Histological Imaging
无标记术中组织学成像
  • 批准号:
    2889278
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Studentship
Time- and space-super-resolution holographic microscope for label-free tissue dyanmics imaging
用于无标记组织动力学成像的时间和空间超分辨率全息显微镜
  • 批准号:
    23KF0186
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Ultra-Precision Agriculture Using Fluorescence Based Label Free Technology for Green Fruit
利用基于荧光的无标签技术实现绿色水果的超精准农业
  • 批准号:
    22KF0179
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Label-free, live-cell classification of neural stem cell activation state and dynamics
神经干细胞激活状态和动力学的无标记活细胞分类
  • 批准号:
    10863309
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
Label-free single-cell imaging for quality control of cardiomyocyte biomanufacturing
用于心肌细胞生物制造质量控制的无标记单细胞成像
  • 批准号:
    10675976
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
CAREER: Blind-Label and Label-Free Acoustic Far-Field Subwavelength Imaging
职业:盲标记和无标记声学远场亚波长成像
  • 批准号:
    2237619
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A miniaturized neural network enabled nanoplasmonic spectroscopy platform for label-free cancer detection in biofluids
微型神经网络支持纳米等离子体光谱平台,用于生物流体中的无标记癌症检测
  • 批准号:
    10658204
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
Functional optical imaging for rapid, label-free predictions of treatment response and clonal evolution in patient-derived cancer organoids
功能光学成像可快速、无标记地预测患者来源的癌症类器官的治疗反应和克隆进化
  • 批准号:
    10657203
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
Label-free intraoperative histological imaging
无标记术中组织学成像
  • 批准号:
    2888960
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Studentship
Development of a nanoscale, near-infrared spectroscopy imaging tool for in situ, rapid and label-free analysis of single extracellular vesicles
开发纳米级近红外光谱成像工具,用于单个细胞外囊泡的原位、快速、无标记分析
  • 批准号:
    BB/X004449/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.75万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了