Descripción del proyecto
Una novedosa herramienta de resonancia magnética nuclear basada en un sensor cuántico para estudiar células individuales
Para comprender fenómenos biológicos, los científicos a menudo estudian poblaciones de células mixtas. Sin embargo, la heterogeneidad de las células podría ocultar características que emergen de células individuales, por lo que deben desarrollarse tecnologías de célula única. La espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN o NMR, por sus en inglés) es una herramienta analítica fundamental que ofrece una elevada especificidad molecular de forma no invasiva, pero su baja sensibilidad no la hace adecuada para estudiar células individuales. El proyecto financiado con fondos europeos SingleCellQNMR se basa en una técnica de detección cuántica en diamante desarrollada recientemente que permite la detección de señales de RMN a partir de volúmenes minúsculos, como de una célula individual. Mediante esta tecnología, los científicos tienen previsto analizar y cuantificar metabolitos en células individuales a lo largo del tiempo.
Objetivo
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.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..
- ciencias naturales ciencias físicas mecánica clásica mecánica de fluidos microfluidics
- ingeniería y tecnología ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información ingeniería electrónica sensores
- ciencias naturales ciencias físicas óptica espectroscopia
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Palabras clave
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
PROGRAMA PRINCIPAL
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Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
ERC-STG - Starting Grant
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Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-STG
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Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.
80333 Muenchen
Alemania
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.