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Integrated Spectroscopy for Protein Analysis Using Metasurfaces and Interband/Quantum Cascade Devices

Description du projet

Une nouvelle approche de la surveillance de la structure des protéines en temps réel et sans marquage

Les protéines, éléments fondamentaux de la vie, exigent un suivi précis durant la production pharmaceutique afin d’en garantir la stabilité et l’efficacité. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PROTEMIC répond à la nécessité d’un suivi dynamique et in situ des modifications de la structure des protéines. Les techniques actuelles reposent sur des mesures indirectes et peuvent entraîner une contamination. S’appuyant sur les avancées de précédentes initiatives, PROTEMIC intègre la physique, la chimie analytique et la biochimie pour déterminer la structure des protéines à partir du spectre d’absorption dans l’infrarouge moyen d’un échantillon, sans utiliser de marqueurs ni de réactifs. En intégrant des métasurfaces et des circuits photoniques dans des cuves de réaction, PROTEMIC devrait permettre la première spectroscopie dans l’infrarouge moyen en temps réel et sans marquage. Les résultats du projet devraient jeter les bases d’un criblage évolutif des protéines pour les vaccins oraux, accélérer la découverte de médicaments et assurer le contrôle de la qualité d’applications telles que la pasteurisation du lait humain.

Objectif

Proteins are the fundamental building blocks of life and are complex biopolymers. The pharmaceutical industry and medicine have an unmet requirement for dynamic, insitu monitoring of structural changes of proteins. Proteins may incorrectly fold during the expression process, or denature in response to changes in temperature, pH amongst others. These deviations lead to loss of function, loss of therapeutic effectiveness, increased immunogenicity or reduced product shelf life. For example, growing amounts of human milk are donated to serve the needs of pre-term infants but there is a lack of quality control to monitor protein quality during pasteurisation and storage. Current analysis techniques require extracting samples from the reaction vessel, which risks contamination, or use indirect measurements of the protein structure.
PROTEMIC is a Double Doctorate Training Network that brings together the disciplines of Physics, Analytical Chemistry and Biochemistry to determine the protein structure from the sample’s Mid Infrared absorption spectrum without the use of labels or reagents. PROTEMIC builds on the team’s experiences with the successful OPTAPHI joint doctoral network and embeds the Doctoral Candidates into multiple disciplines to gain skills that cannot be obtained from a single host, and master biochemistry and spectroscopy. The project builds and expands on breakthroughs recently made in the OPTAPHI project, for example new photonic integrated circuits and world first photothermal spectroscopy results. PROTEMIC embeds metasurface and photonic integrated circuits into the reaction vessel to provide insitu mid IR spectroscopy for the first time and map structural changes during dynamic reactions in realtime. These results will improve the efficiency of the production of protein based pharmaceuticals and through the use of metasurface microtitre plates, allow the scalable screening of proteins for the encapsulation of oral vaccines, accelerating drug discovery.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-DN-JD - HORIZON TMA MSCA Doctoral Networks - Joint Doctorates

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-DN-01

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

MUNSTER TECHNOLOGICAL UNIVERSITY
Contribution nette de l'UE
€ 899 254,00
Adresse
ROSSA AVENUE BISHOPSTOWN
T12 P928 Cork
Irlande
Région
Ireland Southern South-West
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Participants (7)

Partenaires (2)