Projektbeschreibung
Nanodiamanten mit Defektzentren vielversprechend für Quantensensorik in der Biologie
In der Biologie könnte mit dem Einsatz von Nanosonden zum Nachweis relevanter Moleküle oder Prozesse das Verständnis der Zellmaschinerie verbessert werden. Forschende haben erst kürzlich bewiesen, dass Stickstoff-Fehlstellen-Zentren in Nanodiamanten als ultrasensitive optische Sonden für Redoxreaktionen dienen können. Diese Punktdefekte in Nanodiamanten sind potenziell dazu geeignet, Ionen und Moleküle intrazellulär nachzuweisen und zu lokalisieren. Eine Verlängerung ihrer eher kurzen Kohärenzzeiten und eine verbesserte Spezifität und kolloidale Stabilität könnten ihre Empfindlichkeit weiter erhöhen. Ziel des EU-finanzierten Projekts ChemiQS ist die Lösung dieser Probleme durch die Entwicklung eines neuartigen chemischen Ansatzes zur Verbesserung der Stickstoff-Fehlstellen-Spineigenschaften, durch die technische Realisierung ultradünner Polymerbeschichtungen auf Diamant und durch den Einsatz modernster chemischer Methoden beim Analytennachweis.
Ziel
Quantum sensing is a recent, dynamically expanding field affecting many scientific and industrial disciplines, including chemistry, biochemistry, biology and medicine. I have been advancing this field by developing quantum physical principles for the detection of Nitrogen‑Vacancy (NV) spin states in diamond. In my recent collaboration with the hosting supervisor, we have demonstrated that nanodiamond particles (NDs) can act as an optical probe for redox reactions reaching unprecedented sensitivity of 10 external spins. ND probes have enormous potential for instance for intracellular localized detection, but the sensitivity is limited by short NV coherence times due to subsurface defects and unsaturated bonds. Moreover, the sensor specificity and colloidal stability in the biological liquids need to be addressed. I aim to tackle these drawbacks by developing a radically novel chemical approach to remove the unpaired electrons and by engineering ultrathin polymer coatings and linking strategies. To reach the project's complex goals, a highly interdisciplinary approach is proposed. My plan is to 1) annihilate the dangling bonds and subsurface defects by controlled surface removal using radical etching in the gas phase, 2) develop colloidally stable ND probes using ultrathin polymer coating, 3) use NV spin properties to optically detect paramagnetic ions and nucleic acids in biologically relevant conditions with unprecedented sensitivity. The proposed fellowship will allow me to look at the problematics of quantum sensors from the chemical point of view, complementing my expertise in physics. Furthermore, acquiring chemical skills by working in a leading ND surface chemistry group, will improve my prospects to become a leader in the topic of quantum biological sensing, which I want to pursue further in my home country. At the same time, I would like to bring to the host group my expertise in quantum sensing methodology that will be used in the project and beyond it.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Nukleinsäure
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften organische Chemie organische Reaktionen
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Polymerwissenschaft
- Technik und Technologie Werkstofftechnik Beschichtung
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Sensoren
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.4. - SPREADING EXCELLENCE AND WIDENING PARTICIPATION
HAUPTPROGRAMM
Alle im Rahmen dieses Programms finanzierten Projekte anzeigen
Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) H2020-WF-2018-2020
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
166 10 PRAHA 6
Tschechien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.