Descrizione del progetto
Progettare biosensori ad alta sensibilità per la diagnostica oncologica
I biosensori elettrochimici combinano un componente biologica con un rilevatore elettrochimico per l’individuazione e la quantificazione di una sostanza specifica. Di conseguenza, essi rappresentano un approccio promettente al rilevamento dei tumori in quanto utilizzano materiali nanostrutturati per le loro funzionalità di biorilevamento. Ciononostante, gli attuali biosensori a base di materiali nanostrutturati non sono adeguati per il rilevamento di biomarcatori a bassa concentrazione. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto TopNanoBiosen si prefigge di chiarire l’effetto esercitato dalle morfologie e dalle composizioni dei materiali nanostrutturati sulla sensibilità, sul funzionamento e sulla progettazione dei biosensori per il rilevamento dei tumori. L’approccio impiegato farà affidamento su simulazioni realistiche di conducibilità vettoriale degli assemblaggi di materiali nanostrutturati con parametri relativi a morfologia, geometria e trasduzione variabili. I risultati del progetto forniranno orientamenti per la progettazione di biosensori ottimali basati su materiali nanostrutturati destinati ad applicazioni nel campo della diagnostica oncologica.
Obiettivo
While electrochemical biosensors are attractive methods of cancer detection, thanks to their low cost and ease of use, nanostructured materials (NSM) are being widely utilized as their biosensing elements due to large surface-to-volume ratio and high sensitivity to external charge transfer. Despite the promise of high performance, current NSM-based electrochemical biosensors for cancer detection focus on one NSM analyzing only a single biomarker type, which makes them unsuitable for low-concentration biomarker detection as required in the analysis of bodily fluids. The combination of several biomarkers has both conceptual and experimental challenges, since different biomarkers have different requirements on the NSM type with different chemistry and transduction mechanisms. Thus, the morphological and physical differences have to be considered for co-integrating such diverse NSMs. I propose to elucidate the effect of NSM morphologies, compositions, and junctions on the operation, sensitivity, and fabricability of biosensors for cancer detection. This goal will be achieved by employing realistic carrier conduction simulations of state-of-the-art NSM assemblies with varying morphology, geometry, and transduction mechanisms to external stimuli. Using my expertise on complex-network-based modelling, the proposed project will provide guidelines for the design of nanostructured devices for optimal biosensors, and allow extrapolation towards the highest achievable performance. This knowledge will inform the fabrication of assay-type electrochemical biosensors for applications in cancer diagnostics. The strong multidisciplinary nature of the project will benefit from the complementary expertise between me and the host institution, enabling a synergy of fundamental advances and application-oriented research. My proposal opens up a new route for achieving high sensitivity biosensing for future diagnostics and therapeutics.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- ingegneria e tecnologiaingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informaticaingegneria elettronicasensoribiosensori
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
OX1 2JD Oxford
Regno Unito