"Time-of-flight"-nanoporteknik för proteomik

Tidsperiod:

1 januari 2023 – 31 december 2026

Projektledare:

Shi-Li Zhang

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

3 550 000 SEK

Det finns för närvarande ingen kostnadseffektiv metod för proteomik vid sekvensering och profilering av en fördefinierad uppsättning proteiner i ett biologiskt prov. Det föreslagna projektet ”Time-of-Flight”-nanoporteknik for proteomik (TOF-NTP) syftar till att kombinera vår nya fasta tillståndets nanoporer (SSNP) för generering av högkvalitet unika signaler med artificiella neurala nätverk (ANN) för analys av milljontals signaldata för att utforska proteomik. Nyheten i detta projekt ligger i den konceptuella utvecklingen och experimentella demonstrationen av TOF-NTP-biochip baserat på kisel nanotillverkningsteknologi. Sammanlänkade av en flödeskanal däremellan, de två nanoporerna i en TOF-SSNP sensorkomponent är laterala och under 5 nm i storlek. Med dielektriska material med låg permittivitet för komponenttillverkningen uppnås en låg brusnivå, vilket är särskilt viktigt när TOF-NTP är inställd för att arbeta vid höga frekvenser. Projektet kommer att fokusera på 1) tillverkning av ett TOF-biochip som integrerar olika möjliga TOF-SSNP sensordesigner och 2) initiala proteomstudier som syfter till att bestämma respektive sekvens och koncentration av 10 proteiner via utveckning (linjärisering), taggning (till destinerade platser på proteinerna för signalförstärkning) och sedan elektriskt föra dem genom TOF-nanopor-tvillingarna. För varje protein som i följd passerar genom nanopor-tvillingarna genereras två signaltåg överlagrade på de tidsberoende jonströmspåren. Genom att korrelera de två signaltågen och analysera deras vågformer vågformer med hjälp av ANN-algoritmerna utvecklas i projektet leder till proteinidentifiering, d.v.s. sekvensering. Genom att analysera respektive utseendefrekvens för proteinerna i ett prov resulterar i deras koncentrationsinformation, d.v.s. profilering.