Projektbeschreibung
Neuartiges, auf Quantensensoren basiertes Kernspinresonanzinstrument zur Erforschung einzelner Zellen
Um biologische Phänomene zu verstehen, untersuchen Forschende oft gemischte Zellpopulationen. Doch kann die Zellheterogenität Charakteristiken verbergen, die einzelnen Zellen eigen sind, was die Entwicklung von Einzelzelltechnologien erforderlich macht. Die Kernspinresonanz-Spektroskopie ist ein wichtiges analytisches Instrument, das auf nichtinvasive Art eine hohe molekulare Spezifität liefert, doch aufgrund seiner geringen Empfindlichkeit für die Erforschung einzelner Zellen untauglich ist. Das EU-finanzierte Projekt SingleCellQNMR stützt sich auf eine kürzlich entwickelte Diamantquanten-Sensorentechnik, welche die Erkennung von Kernspinresonanzsignalen winziger Einheiten, wie z. B. einzelner Zellen, ermöglicht. Mit dieser Technologie planen die Forschenden die schrittweise Analyse und Quantifizierung von Metaboliten auf Einzelzellebene.
Ziel
Single-cell events are often responsible for biological phenomena, such as drug resistance, cell development or tumorigenesis. Studies on cellular populations mask such characteristics and make single-cell technologies essential for understanding cell biology. However, one of the major analytical tools with the advantage of high molecular specificity and non-invasiveness, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, has been limited in its application to single-cell studies due to its intrinsic low sensitivity.
Here, I aim to overcome this limitation by a unique combination of (i) highly sensitive quantum sensors for NMR detection with (ii) microfluidics and (iii) advanced hyperpolarization methods. The pioneering SingleCellQNMR project is based on my recently developed NMR technology for microscopic sample volumes using nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond. These defects act as atomic-sized magnetic quantum sensors and are the ideal tool to detect NMR signals from smallest volumes, such as from a single cell. A second-generation quantum diamond spectrometer with integrated hyperpolarization capabilities will be developed here to match the high technical requirements for single-cell studies. It will be a new transformative tool to study:
a) Single-cell metabolomics. The high molecular specificity of NV-NMR will be used to analyse and quantify metabolites on the single-cell level noninvasively. Cells will be exposed to external stimuli such as drugs and their individual metabolic response will be monitored over time.
b) Single-cell water diffusion and relaxation-based contrast. Water diffusion and proton relaxation will be measured on a single-cell level. This will allow for the investigation of microstructures and to record data for validating current models of magnetic resonance imaging contrast.
The SingleCellQNMR project will develop a ground-breaking non-invasive tool and provide first results in a new era of single-cell studies.
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 Naturwissenschaften klassische Mechanik Strömungsmechanik microfluidics
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Spektroskopie Absorptionsspektroskopie
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Sensoren
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Molekularbiologie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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.
ERC-STG - Starting Grant
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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) ERC-2020-STG
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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.
80333 Muenchen
Deutschland
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.