Design and micro/nanofabrication of microfluidic lab-on-a-chip biosensors

微流控芯片实验室生物传感器的设计和微/纳米制造

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2021-02815
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.35万
  • 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:
    2021
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2022-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Broad Goals: The proposed research will apply nanobiotechnologies to address engineering challenges and provide effective solutions in lab-on-a-chip (LOC) devices for disease diagnosis and agricultural plant protection. Relevant Background: The gold standard for DNA/RNA tests is quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR). However, the equipment is costly and is not portable. Further, professionally trained technical personnel are required to operate qRT-PCR instruments. We propose an impedance-based LOC device as an alternative solution. LOC tests only need a tiny amount of reagents, and the devices are fully automated and portable.  Immediate applications include COVID-19 viral testing. Flow cytometry is a commercially available device for cell counting. However, the device is large and not suitable for onsite monitoring. We propose a dielectrophoresis (DEP) LOC device for accurately measuring airborne pathogens. The possible applications include real-time monitoring of airborne COVID-19 virus and airborne spores harmful to agricultural food products. Research Aims: Aim #1: Develop isothermal amplification to amplify nucleic acids and then apply impedance sensing to read out test results. Aim #2: Integrate dielectrophoresis with impedance-sensing to achieve single-cell sensing.      Core Expertise: Dr. Jie Chen's research group at the University of Alberta includes engineers and biomedical researchers with specialties in molecular biology, artificial intelligence, microfabrication, and surface chemistry. Over the past 8 years, we have developed an impedance-based LOC devices that can function the same as the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). We have successful tested SARS-CoV-2 antibodies with our LOC device. The cost of our device and all the necessary components required to run a test is less than $10 with results being reported in one hour.   Expect Outcomes: Our  made-in-Canada LOC device can detect nucleic acids at femtomolar concentrations and detect pathogens at the single-cell level. We expect to publish two to three articles every year in top-ranking journals. We also expect to train postdoctoral fellows and Ph.D. students in the next five years. We expect to file two to three patents and license the technologies to Canadian companies to ensure successful commercialization of our technology and translation to end users.
广泛目标:拟议的研究将应用纳米生物技术来应对工程挑战,并为疾病诊断和农业植物保护的芯片实验室(lab-on-a-chip)设备提供有效的解决方案。 相关背景:DNA/RNA检测的金标准是定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)。然而,该设备昂贵且不便携。此外,需要经过专业培训的技术人员来操作qRT-PCR仪器。我们提出基于阻抗的LOC设备作为替代解决方案。快速检测只需要少量的试剂,设备是完全自动化和便携式的。直接应用包括COVID-19病毒检测。 流式细胞术是用于细胞计数的市售装置。但是,该设备体积较大,不适合现场监测。我们提出了一种用于精确测量空气中病原体的介电泳(DEP)检测装置。可能的应用包括实时监测空气中的COVID-19病毒和对农产品有害的空气中孢子。 研究目标:目标#1:开发等温扩增以扩增核酸,然后应用阻抗传感来读出测试结果。目标#2:整合介电电泳与阻抗传感,以实现单细胞传感。 核心专长:阿尔伯塔大学的Jie Chen博士的研究小组包括分子生物学、人工智能、微加工和表面化学专业的工程师和生物医学研究人员。在过去的8年里,我们开发了一种基于阻抗的检测装置,其功能与酶联免疫吸附测定(ELISA)相同。我们已经成功地测试了SARS-CoV-2的抗体与我们的荧光仪器。我们的设备和运行测试所需的所有必要组件的成本不到10美元,结果在一小时内报告。 预期成果:我们在加拿大制造的生物传感器设备可以检测飞摩尔浓度的核酸,并在单细胞水平上检测病原体。我们希望每年在顶级期刊上发表两到三篇文章。我们还希望培养博士后研究员和博士。学生在未来五年。我们希望申请两到三项专利,并将技术授权给加拿大公司,以确保我们的技术成功商业化并转化为最终用户。

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 }}

Chen, Jie其他文献

Delay-dependent stability and stabilization of neutral time-delay systems
Fast evaluation of oxidative DNA damage by liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry coupled with precision-cut rat liver slices
液相色谱-电喷雾串联质谱联用精密切割大鼠肝切片快速评估氧化 DNA 损伤
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Peng, Ren-Xiu;Wang, Peng;Yue, Jiang;Chen, Jie;Liu, Ying-Hui;Wu, Jun-Yu
  • 通讯作者:
    Wu, Jun-Yu
Peptide Fractionation and Free Radical Scavenging Activity of Zein Hydrolysate
Long-Term Exposure to Source-Specific Fine Particles and Mortality─A Pooled Analysis of 14 European Cohorts within the ELAPSE Project.
  • DOI:
    10.1021/acs.est.2c01912
  • 发表时间:
    2022-07-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Chen, Jie;Hoek, Gerard;de Hoogh, Kees;Rodopoulou, Sophia;Andersen, Zorana J.;Bellander, Tom;Brandt, Jorgen;Fecht, Daniela;Forastiere, Francesco;Gulliver, John;Hertel, Ole;Hoffmann, Barbara;Hvidtfeldt, Ulla Arthur;Verschuren, W. M. Monique;Joeckel, Karl-Heinz;Jorgensen, Jeanette T.;Katsouyanni, Klea;Ketzel, Matthias;Mendez, Diego Yacaman;Leander, Karin;Liu, Shuo;Ljungman, Petter;Faure, Elodie;Magnusson, Patrik K. E.;Nagel, Gabriele;Pershagen, Goran;Peters, Annette;Raaschou-Nielsen, Ole;Rizzuto, Debora;Samoli, Evangelia;van der Schouw, Yvonne T.;Schramm, Sara;Severi, Gianluca;Stafoggia, Massimo;Strak, Maciej;Sorensen, Mette;Tjonneland, Anne;Weinmayr, Gudrun;Wolf, Kathrin;Zitt, Emanuel;Brunekreef, Bert;Thurston, George D.
  • 通讯作者:
    Thurston, George D.

Chen, Jie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('Chen, Jie', 18)}}的其他基金

Design and micro/nanofabrication of microfluidic lab-on-a-chip biosensors
微流控芯片实验室生物传感器的设计和微/纳米制造
  • 批准号:
    RGPIN-2021-02815
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Point-of-care impedance-based technology to diagnose important infectious disease in animals
基于阻抗的即时护理技术诊断动物重要传染病
  • 批准号:
    570772-2021
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Development of an energy harvesting circuit and system-on-chip implementation
能量收集电路的开发和片上系统的实现
  • 批准号:
    561171-2020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Probabilistic-based Ultra-Low Supply Voltage Noise-Tolerant Circuits and Systems Design
基于概率的超低电源电压噪声耐受电路和系统设计
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04603
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Development of an energy harvesting circuit and system-on-chip implementation
能量收集电路的开发和片上系统的实现
  • 批准号:
    561171-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
An Early-warning Surveillance System for Airborne COVID-19 Viruses
空气传播的 COVID-19 病毒预警监测系统
  • 批准号:
    554505-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Probabilistic-based Ultra-Low Supply Voltage Noise-Tolerant Circuits and Systems Design
基于概率的超低电源电压噪声耐受电路和系统设计
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04603
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Probabilistic-based Ultra-Low Supply Voltage Noise-Tolerant Circuits and Systems Design
基于概率的超低电源电压噪声耐受电路和系统设计
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04603
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Probabilistic-based Ultra-Low Supply Voltage Noise-Tolerant Circuits and Systems Design
基于概率的超低电源电压噪声耐受电路和系统设计
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04603
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Probabilistic-based Ultra-Low Supply Voltage Noise-Tolerant Circuits and Systems Design
基于概率的超低电源电压噪声耐受电路和系统设计
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04603
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

Micro-LED芯片(模组)显示材料的研发及应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于高性能纳米线的3D打印储能芯片制备与构效关系研究
  • 批准号:
    JCZRLH202500840
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Micro-LED片上集成量子点像素光波导结 构设计与制造研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    100.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
车载领域Micro-LED显示技术研发
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Micro-LED全彩化用钙钛矿纳米晶的稳定机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Micro LED晶圆级缺陷在线检测装备研发
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
金属氧化物TFT有源模拟PWM驱动Micro-LED显示研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于非辐射能量传递和胶体电流体微喷印的Micro-LED红光色转换技术
  • 批准号:
    62374142
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Mini/Micro-LED显示器件表面功能结构冷冻磨切加工机理及光学性能研究
  • 批准号:
    52375426
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
面向AR/VR应用的III族氮化物有源驱动micro-LED显示阵列
  • 批准号:
    62375006
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Design and micro/nanofabrication of microfluidic lab-on-a-chip biosensors
微流控芯片实验室生物传感器的设计和微/纳米制造
  • 批准号:
    RGPIN-2021-02815
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
A micro-dissection platform for generating uniform-sized patient-derived tumor organoids (PDOs) for personalized cancer therapy
一个显微解剖平台,用于生成大小一致的患者来源的肿瘤类器官(PDO),用于个性化癌症治疗
  • 批准号:
    10697348
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
Canada Research Chair in Advanced Micro/Nanofabrication and MEMS
加拿大先进微/纳米制造和 MEMS 研究主席
  • 批准号:
    1000228268-2012
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Micro-TMS Technology for Ultra-Focal Brain Stimulation
用于超聚焦大脑刺激的微型 TMS 技术
  • 批准号:
    9358422
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
ロータリー超音波微細加工法による機能性表面の創成・評価および応用
使用旋转超声微加工方法创建、评估和应用功能表面
  • 批准号:
    16K17990
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Generation of optically-controlled micro-nano robot by nanofabrication of multi-material
利用多材料纳米加工生成光控微纳机器人
  • 批准号:
    16K14196
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Canada Research Chair in Advanced Micro/Nanofabrication and MEMS
加拿大先进微/纳米制造和 MEMS 研究主席
  • 批准号:
    1000228268-2012
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
NanoSystems Biology Cancer Center Nano/micro Fabrication and Materials (NM2) Core
纳米系统生物学癌症中心纳米/微米制造和材料 (NM2) 核心
  • 批准号:
    8962027
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
Extracellular vesicles and their ncRNA cargo as markers of trophoblast injury
细胞外囊泡及其 ncRNA 货物作为滋养层损伤的标志物
  • 批准号:
    9019135
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
Canada Research Chair in Advanced Micro/Nanofabrication and MEMS
加拿大先进微/纳米制造和 MEMS 研究主席
  • 批准号:
    1228268-2012
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了