Descrizione del progetto
Una tecnica rivoluzionaria potrebbe incrementare di 10 000 volte la sensibilità della risonanza magnetica nucleare
La risonanza magnetica nucleare (RMN), impiegata per tracciare le complesse strutture molecolari della materia, ha applicazioni di ampia portata in una vasta gamma di ambiti scientifici. Tuttavia, è caratterizzata da una sensibilità relativamente bassa poiché l’interazione tra spin nucleari e il campo magnetico applicato risulta molto più debole rispetto all’energia termica a temperatura ambiente. Il progetto HypFlow, finanziato dall’UE, mira a utilizzare la polarizzazione nucleare dinamica di dissoluzione al fine di migliorare ulteriormente la sensibilità di questo metodo spettroscopico. Per conseguire livelli maggiori di polarizzazione negli spin nucleari, i ricercatori congeleranno campioni liquidi dell’RMN all’interno di un polarizzatore nucleare dinamico di flusso e congelamento a impulsi. Successivamente, i campioni si scioglieranno scorrendo verso lo spettrometro per poi rimettersi in circolo ripetutamente. La tecnica proposta potrebbe aumentare la sensibilità dell’RMN di 10 000 volte.
Obiettivo
Nuclear magnetic resonance (NMR) has become a well-established and versatile tool in numerous fields of research and in industry, but features a relatively low sensitivity which prevents solving today’s most pressing challenges in modern science.
Hyperpolarization by dissolution dynamic nuclear polarization (dDNP) provides a partial solution by enhancing sensitivity 10’000-fold. However, hyperpolarized solutions are available only once (single-shot), and are contaminated and diluted. This is incompatible with most NMR experiments, except for some niche applications.
HypFlow will reach the ground-breaking overall aim of providing inexhaustible (multi-shot) and pure (unpolluted and undiluted) hyperpolarization, thus truly compatible with NMR by:
1) designing and building a pulsed-DNP freeze&flow polarizer,
2) integrating the use of hyperpolarizing matrices with polarized electrons, and
3) validating multi-scan applications in metabolomics, drug discovery, and chemistry.
Liquid NMR samples will freeze in the HypFlow system where high levels of polarization will be generated, will then melt and flow toward the spectrometer, and will recirculate repeatedly. This will offer, for the first-time, inexhaustible and pure hyperpolarization with a 10’000-fold boost in sensitivity.
The PI has a unique combined leading expertise in most recent instrumental, methodological and chemical developments in dDNP that will empower him to tackle the scientific challenges of HypFlow.
HypFlow will deepen the fundamental scientific knowledge of nuclear and electron spin polarization generation, transfer, and relaxation phenomena. It will enable detection of hyperpolarized samples in a fully compatible way with a broad range of NMR applications, radically transforming and democratizing the practice of hyperpolarized NMR in research laboratories and industries.
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-COG
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HORIZON-ERC -Istituzione ospitante
69622 Villeurbanne Cedex
Francia