Label-free optical biosensors for living cell research  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
117755
Type ERC_HU_15
Principal investigator Horváth, Róbert
Title in Hungarian Jelölésmentes optikai bioszenzorok élő sejtek kutatására
Title in English Label-free optical biosensors for living cell research
Keywords in Hungarian jelölésmentes bioszenzor, optika, élő sejtek
Keywords in English label-free biosensor, optics, living cells
Discipline
Biophysics (Council of Physical Sciences)100 %
Panel European Reserach Council (ERC)
Department or equivalent Institute of Technical Physics and Materials Science (Centre for Energy Research)
Participants Kurunczi, Sándor
Székács, Inna
Starting date 2016-02-01
Closing date 2017-07-31
Funding (in million HUF) 45.000
FTE (full time equivalent) 0.90
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A jelen kutatás célja egyedi sejtek karakterizálása jelölésmentes optikai bioszenzorok felhasználásával.
A fő cél egy olyan mérési elrendezés kialakítása amelynek segítségével egyedi sejtek törésmutató változásai mérhetőek, illetve egyedi sejtek manipulációjára is mód nyílik. Molekuláris mozgások, kitapadási folyamatok kerülnek vizsgálatra, melyek nagy jelentőséggel bírnak az egészségtudományok területén is. A jelen kutatás Horváth Róbert ERC A kategóriás pályázatának legsürgősebb elemeit igyekszik megvalósítani. A jelen projekt nagyban hozzájárul a folyamatban lévő Lendület kutatási téma megerősítéséhez is.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Hogyan épül fel egyedi sejtekből egy heterogén sejtpopuláció.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A jelenleg alkalmazott bioszenzorok nagy számú sejtek vizsgálatára alkalmasak, egy átlagos jelet szolgáltatnak. A javasolt kutatás új irányokat nyitna a bioszenzorikában.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A jelen kutatás célja egyedi sejtek karakterizálása jelölésmentes optikai bioszenzorok felhasználásával.
A fő cél egy olyan mérési elrendezés kialakítása amelynek segítségével egyedi sejtek törésmutató változásai mérhetőek, illetve egyedi sejtek manipulációjára is mód nyílik. Molekuláris mozgások, kitapadási folyamatok kerülnek vizsgálatra, melyek nagy jelentőséggel bírnak az egészségtudományok területén is. A jelenleg alkalmazott bioszenzorok nagy számú sejtek vizsgálatára alkalmasak, egy átlagos jelet szolgáltatnak. A javasolt kutatás új irányokat nyitna a bioszenzorikában.
Summary
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The proposed research focuses on single cell analyzis using label-free optical biosensors.
The main aim is to build up relevant methodologies to be able to sense refractive index variations inside single living cells and
to manipulate individual cells. Molecular movements, adhesion events will be in-depth characterized with significant relevance to biomedical and health related research and development. The present research plan realizes parts of the ERC project submitted by Robert Horvath, which received cathegory A. The present project significantly strengthens the ongoing Momentum (Lendület) research activity too.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
How the heterogeneous population of cells build up from individual single cells. This question has significant relevance to cure many diseases, such as cancer.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Present label-free biosensors mainly follow events in a heterogeneous population of cells, presenting an averaged signal. The present research would open up new possibilities and further research directions.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The present research focuses on single cell analyzis using label-free optical biosensors.
The main aim is to build up relevant methodologies to be able to sense refractive index variations inside single living cells and
to manipulate single cells. Molecular movements, adhesion events will be in-depth characterized with significant relevances to biomedical and health related research and development. Present label-free biosensors mainly follow events in a heterogeneous population of cells, presenting an averaged signal. The present research would open up new possibilities and further research directions.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A jelen kutatás célja egyedi sejtek karakterizálása jelölésmentes optikai bioszenzorok felhasználásával. A véghezvitt kutatás nemcsak hazánkban, hanem világviszonylatban is egy teljesen új és rendkívül innovatív irányt célzott meg. A fő cél teljesült, egy olyan alap mérési elrendezés kialakítása, amelynek segítségével egyedi sejtek törésmutató változásai mérhetőek, illetve egyedi sejtek manipulációjára is mód nyílik. Molekuláris mozgások, kitapadási folyamatok kerültek vizsgálatra, melyek nagy jelentőséggel bírnak az egészségtudományok területén is. A jelen kutatás Horváth Róbert ERC A kategóriás pályázatának legsürgősebb elemeit igyekezett megvalósítani. A projekt nagyban hozzájárult a folyamatban lévő Lendület kutatási téma megerősítéséhez is.
Results in English
The present research focused on single cell analyzis using label-free optical biosensors. This is a completely new and innovative field not only in Hungary, but worldwide too. As the most important result, we built up a strong basis of relevant methodologies to be able to sense refractive index variations inside single living cells and to manipulate individual cells. Molecular movements, adhesion events were characterized in pioneering experiments with significant relevance to biomedical and health related research and development. The present research realized parts of the ERC project submitted by Robert Horvath, which received category A, and significantly strengthened the ongoing Momentum (Lendület) research activity too. The main results are summarized in the attached report.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=117755
Decision
Yes





 

List of publications

  
Agocs Emil, Kozma Peter, Nador Judit, Hamori Andras, Janosov Milan, Kalas Benjamin, Kurunczi Sandor, Fodor Balint, Ehrentreich-Förster Eva, Fried Miklos, Horvath Robert, Petrik Peter: Grating coupled optical waveguide interferometry combined with in situ spectroscopic ellipsometry to monitor surface processes in aqueous solutions, APPL SURF SCI in press: in press, 2017
Kurucz I, Peter B, Prosz A, Szekacs I, Horvath R, Erdei A: Label-free optical biosensor for on-line monitoring the integrated response of human B cells upon the engagement of stimulatory and inhibitory immune receptors, SENSOR ACTUAT B CHEM 240: 528-535, 2017
McColl J, Horvath R, Yakubov GE, Ramsden JJ: Surface rearrangement of adsorbed EGCG–mucin complexes on hydrophilic surfaces, INT J BIOL MACROMOL 95: 704-712, 2017
Peter B, Bosze S, Horvath R: Biophysical characteristics of proteins and living cells exposed to the green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate (EGCg): review of, EUR BIOPHYS J in press:, 2017
Eleni Makarona, Beatrix Peter, Inna Szekacs, Christos Tsamis, Robert Horvath: ZnO Nanostructure Templates as a Cost-Efficient Mass-Producible Route for the Development of Cellular Networks, MATERIALS 9: (4), 2016
Farkas E , Sranko D , Kerner Zs , Setner B , Szewczuk Z , Malinka W , Horvath R , Szyrwiel L , Pap JS: Self-assembled, nanostructured coatings for water oxidation by alternating deposition of Cu-branched peptide electrocatalysts and polyelectrolytes, CHEM SCI 7: 5249-5259, 2016
Farkas E, Patko D, Khanh NQ, Toth E, Vonderviszt F, Horvath R: Self-assembly and structure of flagellin-polyelectrolyte composite layers: Polyelectrolyte induced flagellar filament formation during the alternating deposition process, RSC ADV 6: (95) 92159-92167, 2016
Horváth Róbert: Bioszenzorika és bio-nanotechnológia, MAGYAR TUDOMÁNY 1: 70-77, 2016
Inna Székács, Szandra Klátyik, Béla Darvas, Róbert Horváth, András Székács: CYTOTOXICOLOGICAL ASSESSMENT OF GLYPHOSATE, ITS HERBICIDE PRODUCT AND THE SURFACTANT USED FOR ITS FORMULATION BY HOLOGRAPHIC MICROSCOPY, In: Universidad de Santiago de Compostela (szerk.) (szerk.) 9th European Conference on Pesticides and Related Organic Micropollutants in the Environment: 15th Symposium on Chemistry and Fate of Modern Pesticides. Santiago de Compostela: Universidad de Santiago de Compostela, 2016. pp. 393-394., 2016
Judit Nador, Benjamin Kalas, Andras Saftics, Emil Agocs, Peter Kozma, Laszlo Korosi, Inna Szekacs, Miklos Fried, Robert Horvath, Peter Petrik: Plasmon-enhanced two-channel in situ Kretschmann ellipsometry of protein adsorption, cellular adhesion and polyelectrolyte deposition on titania nanostructures, OPT EXPRESS 24: (5) 4812-4823, 2016
Kovacs B, Patko D, Szekacs I, Orgovan N, Kurunczi S, Sulyok A, Khanh NQ, Toth B, Vonderviszt F, Horvath R: Flagellin based biomimetic coatings: From cell-repellent surfaces to highly adhesive coatings, ACTA BIOMATER 42: 66-76, 2016
Kovacs Boglarka, Orgovan Norbert, Patko Daniel, Szekacs Inna, Kurunczi Sandor, Toth Balazs, Vonderviszt Ferenc, Horvath Robert: The modulation of human cell adhesion by oriented flagellin monolayers revealed by label-free optical biosensors, Biosensors 2016 Göteborg, 2016. május 25-27 poszter , 2016
Kovacs Boglarka, Patko Daniel, Szekacs Inna, Orgovan Norbert, Kurunczi Sandor, Toth Balazs, Vonderviszt Ferenc, Horvath Robert: The modulation of human cell adhesion by genetically modified flagellin monolayers revealed by label-free optical biosensors, Műszaki Kémiai Napok 2016 Veszprém, 2016. április 26-28 előadás , 2016
Norbert Orgovan, Rita Ungai-Salánki, Szilvia Lukácsi, Noémi Sándor, Zsuzsa Bajtay, Anna Erdei, Bálint Szabó, Robert Horvath: Adhesion kinetics of human primary monocytes, dendritic cells, and macrophages: Dynamic cell adhesion measurements with a label-free optical biosensor, BIOINTERPHASES 11: (3), 2016
Orgovan Norbert, Szabó Bálint, Horváth Róbert: Optical waveguide-based biosensor for label-free monitoring of living cells, In: Pranjal Chandra (szerk.) (szerk.) Nanobiosensors for Personalized and Onsite Biomedical Diagnosis. Stevenage: Institution of Engineering and Technology (IET), 2016. pp. 165-180., 2016
R Ungai-Salánki, T Gerecsei, P Fürjes, N Orgován, N Sándor, E Holczer, R Horváth, B Szabó: Automated single cell isolation from suspension with computer vision, SCI REP 6:, 2016
Saftics A , Kurunczi S , Szekrényes Zs , Kamarás K , Khánh NQ, Sulyok A , Bősze Sz , Horvath R: Fabrication and characterization of ultrathin dextran layers: time dependent nanostructure in aqueous environments revealed by OWLS, COLLOID SURFACE B 146: 861-870, 2016
Sandor N, Lukacsi S, Ungai-Salanki R, Orgovan N, Szabo B, Horvath R, Erdei A, Bajtay Z: CD11c/CD18 Dominates Adhesion of Human Monocytes, Macrophages and Dendritic Cells over CD11b/CD18, PLOS ONE 11: (9), 2016
Székács Inna, Horvath Robert, Székács András: Label-Free Optical Biosensors for Monitoring Cellular Processes and Cytotoxic Agents at Interfaces Using Guided Modes and Advanced Phase-Contrast Imaging Techniques, In: Nikolelis P Dimitrios, Nikoleli Georgia-Paraskevi (szerk.) (szerk.) Biosensors for Security and Bioterrorism Applications. Cham (Svájc): Springer International Publishing, 2016. pp. 443-468., 2016
Székács Inna, Klátyik Szandra, Darvas Béla, Horváth Róbert, Székács András: A glyphosate formázott készítményének és formázó anyagának citotoxicitási vizsgálatai holografikus mikroszkópia segítségével, In: Darvas Béla, Bakonyi Gábor, Győri János, Major Jenő, Székács András (szerk.) (szerk.) VI. ÖKOTOXIKOLÓGIAI KONFERENCIA előadás és poszter kötete. Budapest: Magyar Ökotoxikológiai Társaság, 2016. pp. 36-37., 2016
Vágó Adél, Szakacs George, Sáfrán György, Horvath Robert, Pécz Béla, Lagzi István: One-step green synthesis of gold nanoparticles by mesophilic filamentous fungi, CHEM PHYS LETT 645: 1-4, 2016
Yousef Nazirizadeh, Volker Behrends, Aurél Prósz, Norbert Orgovan, Robert Horvath, Ann M Ferrie, Ye Fang, Christine Selhuber-Unkel, Martina Gerken: Intensity interrogation near cutoff resonance for label-free cellular profiling, SCI REP 6:, 2016




 

Events of the project

  
2017-03-06 12:58:59
Résztvevők változása



Back »