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

Descrizione del progetto

Un nuovo approccio consente di monitorare in tempo reale e senza marcature la struttura delle proteine

Le proteine, elementi costitutivi fondamentali della vita, richiedono un monitoraggio preciso durante la produzione farmaceutica per garantire stabilità ed efficacia. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto PROTEMIC affronta la necessità di un monitoraggio dinamico e in situ dei cambiamenti nella struttura delle proteine. Le tecniche attuali potrebbero causare contaminazioni e si basano su misurazioni indirette. Sfruttando i progressi delle iniziative precedenti, PROTEMIC integra fisica, chimica analitica e biochimica per determinare la struttura delle proteine dallo spettro di assorbimento del medio infrarosso di un campione senza l’uso di marcature o reagenti. Incorporando metasuperfici e circuiti fotonici nei recipienti di reazione, PROTEMIC dovrebbe consentire per la prima volta la spettroscopia nel medio infrarosso in tempo reale e senza marcature. I risultati del progetto promettono uno screening scalabile delle proteine per i vaccini orali, accelerando la scoperta di farmaci e garantendo il controllo di qualità in applicazioni come la pastorizzazione del latte umano.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2023-DN-01

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Coordinatore

MUNSTER TECHNOLOGICAL UNIVERSITY
Contributo netto dell'UE
€ 899 254,00
Indirizzo
ROSSA AVENUE BISHOPSTOWN
T12 P928 Cork
Irlanda
Regione
Ireland Southern South-West
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partecipanti (7)

Partner (2)