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Untapping multiparametric 2D luminescence sensing through MACHine LEarning and Spectral Sorting

Description du projet

Détection de la luminescence en 2D pour étudier la santé et la fonction des cellules

La santé cellulaire dépend de facteurs tels que la température, la concentration en oxygène et le pH. La détection de la luminescence offre une méthode peu invasive pour surveiller ces paramètres intracellulaires avec une haute résolution spatiale. Toutefois, sa fiabilité est entravée par la variabilité des capteurs, la sensibilité croisée et l’absence de technologie de cartographie 2D rapide. Le projet MAtCHLESS, financé par le CER, vise à faire progresser la technologie de détection de la luminescence pour les études cellulaires multiparamétriques, afin d’améliorer la compréhension des processus, y compris le traitement du cancer. Le projet développera des capteurs luminescents composites submicrométriques, éliminera les fluctuations interparticulaires par un tri spectral et exploitera l’apprentissage automatique pour transformer la sensibilité croisée en une caractéristique utile. En outre, il créera un système de cartographie 2D à haute résolution pour la surveillance des paramètres en temps réel. La technologie sera testée sur des lignées cellulaires de mammifères et des micro-organismes extrêmophiles adaptés à des environnements extrêmes.

Objectif

Cellular organisms are complex machines whose health and functioning are dictated by parameters including temperature, oxygen concentration, and pH. Luminescence nanosensing is a technology that promises all the features required to reliably monitor these parameters at the intracellular level: minimal invasiveness, remote working principle, and submicrometric spatial resolution. These features are ensured by the use of sub-micrometric sensors (particles) whose luminescence is sensitive to changes in the parameters to be sensed. Yet, despite the hype about luminescence nanosensing, its reliability in the study of cells is limited by interparticle variability in optical properties and sensing performance, simultaneous response to several parameters (cross-sensitivity), and lack of a measurement technology that enables fast 2D mapping of multiple parameters with sub-second temporal resolution. MAtCHLESS tackles heads on these limitations to develop a reliable luminescence sensing technology for multiparameteric sensing in cell studies. This project entails: design of a novel family of composite submicrometric luminescent sensors, elimination of interparticle fluctuations in optical properties using a spectral sorting strategy, introduction of the paradigm shift of making cross-sensitivity a desirable feature via machine learning, and use of a novel optical technology to build a setup for 2D mapping of multiple parameters with high temporal and spatial resolution. MAtCHLESS will test the reliability of the sensing approach in mammalian cell lines and extremophiles – microorganisms that can withstand extreme conditions of, e.g. temperature, oxygen concentration, and pH. These investigations will show the potential of the developed technology to monitor both slight and extreme changes in biological parameters, towards a deeper understanding of, e.g. how cancer can be more effectively treated, as well as how Life evolved on Earth and can be adapted beyond our planet.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID
Contribution nette de l'UE
€ 1 298 375,00
Adresse
CALLE EINSTEIN 3 CIUDAD UNIV CANTOBLANCO RECTORADO
28049 Madrid
Espagne
Région
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 298 375,00

Bénéficiaires (2)