All
All

What are you looking for?

All
Results
Organizations

Quick search

  • Projects supported by TA ČR
  • Excellent projects
  • Projects with the highest public support
  • Current projects

Smart search

  • That is how I find a specific +word
  • That is how I leave the -word out of the results
  • “That is how I can find the whole phrase”

Radio-frequency characterization of microtubules using micro- and nanosensors

Project goals

This project is aimed at the electromagnetic characterization of physically extremely intriguing and biologically omnipresent nanostructures - microtubules - in the frequency range of 0.01 – 50 GHz. Electromagnetically active vibration modes of microtubule will be identified based on the orthotropic elastic shell model combined with optimized coarse-grained atomic model of a microtubule. A theory of the electromagnetic field coupling to a microtubule will be developed and will include contribution of internal dipole moment and counterion hydration shell of microtubule. Dedicated planar radiofrequency micro- and nanopatterned sensors will be designed, optimized in simulations and fabricated using electron lithography. Sensors will be used for dielectric spectroscopy and microwave absorption spectroscopy in liquid phase which will be carried out on tubulin and microtubule samples. Using these experimental techniques, electromagnetically active microtubule modes will be identified. Additionally, effective complex permittivity of tubulin and microtubules will be extracted from the data.

Keywords

microtubuleselectromagnetic fieldsensors

Public support

  • Provider

    Czech Science Foundation

  • Programme

    Standard projects

  • Call for proposals

    Standardní projekty 19 (SGA0201500001)

  • Main participants

    Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i.

  • Contest type

    VS - Public tender

  • Contract ID

    15-17102S

Alternative language

  • Project name in Czech

    Radiofrekvenční charakterizace mikrotubulů pomocí mikro- a nanosenzorů

  • Annotation in Czech

    Tento projekt je zaměřen na elektromagnetickou charakterizaci fyzikálně mimořádně zajímavých a zároveň biologicky všudypřítomných nanostruktur – mikrotubulů – ve frekvenčním pásmu 0.01 – 50 GHz. Nejprve budou identifikovány elektromagneticky aktivní vibrační módy mikrotubulu na základě teoretického modelu elastické ortotropní skořepiny kombinovaného s hrubozrnným modelem z atomárního modelu mikrotubulu. Bude sestavena teorie vazby elektromagnetického pole s vibračními módy mikrotubulu s příspěvkem jak vnitřního dipólového momentu, tak i iontové obálky mikrotubulu. Budou navrženy, simulacemi optimalizovány a pomocí elektronové litografie realizovány dedikované planární radiofrekvenční mikro- a nanostrukturované senzory pro dielektrickou a absorpční spektroskopii tubulinu a mikrotubulů v kapalné fázi. Použitím těchto technik budou identifikovány elektromagneticky aktivní módy mikrotubulu. Dále bude ze změřených dat extrahována efektivní komplexní permitivita tubulinu a mikrotubulů.

Scientific branches

  • R&D category

    ZV - Basic research

  • CEP classification - main branch

    JA - Electronics and optoelectronics

  • CEP - secondary branch

    JB - Sensors, detecting elements, measurement and regulation

  • CEP - another secondary branch

  • 20201 - Electrical and electronic engineering

Completed project evaluation

  • Provider evaluation

    U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)

  • Project results evaluation

    The project was focused on the issue of electromagnetic characterization of microtubules. The low-volume sensors were developed that enable dielectric analysis of biological samples. The outputs of the project were published in 7 journal papers, whereas other manuscripts are being reviewed and are expected to be published during the year 2018.

Solution timeline

  • Realization period - beginning

    Jan 1, 2015

  • Realization period - end

    Dec 31, 2017

  • Project status

    U - Finished project

  • Latest support payment

    Apr 5, 2017

Data delivery to CEP

  • Confidentiality

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

  • Data delivery code

    CEP18-GA0-GA-U/02:1

  • Data delivery date

    May 4, 2018

Finance

  • Total approved costs

    4,921 thou. CZK

  • Public financial support

    4,921 thou. CZK

  • Other public sources

    0 thou. CZK

  • Non public and foreign sources

    0 thou. CZK