Projektbeschreibung
Die Leistung der kernmagnetischen Resonanz voll ausschöpfen
Die kernmagnetische Resonanz (NMR) ist ein leistungsfähiges Verfahren. Aufgrund seiner geringen Empfindlichkeit ist ihr Potenzial ist jedoch begrenzt. Dynamische Kernpolarisation (dynamic nuclear polarisation, DNP) verstärkt NMR-Signale, indem sie die Polarisation von Elektronenspins auf Kernspins überträgt und so eine noch nie dagewesene Empfindlichkeit ermöglicht. Obwohl Forschungsarbeiten seit zwei Jahrzehnten im Gange sind, hat DNP jedoch aufgrund des begrenzten quantenmechanischen Verständnisses noch nicht sein volles Potenzial erreicht. Die bahnbrechende Variante der dynamischen Kernpolarisation, „Magic Angle Spinning“ (MAS), wurde durch einen Mangel an experimentellen Daten aus der paramagnetischen Elektronenresonanz (EPR) unter MAS-Bedingungen behindert. Das ERC-finanzierte Projekt MASEPR schließt diese Lücke durch die Entwicklung eines kryogenen Hochfeld-MAS-EPR-Systems. Dieser innovative Ansatz wird die Elektronenspin-Dynamik von MAS-DNP aufdecken und so das volle Potenzial dieses Verfahrens erschließen. Dadurch werden neue Erkenntnisse in der Chemie, Biologie und Materialwissenschaft ermöglicht.
Ziel
Dynamic Nuclear Polarization (DNP) is the most widely applicable method for solving the main problem of nuclear magnetic resonance (NMR): its low sensitivity. This is achieved by polarization transfer from electron spins to nuclear ones, allowing for up to two orders of magnitude signal enhancement, which enabled the expansion of NMR to multiple systems previously unamenable to it.
Despite two decades of extensive research, DNP is yet to reach its full potential, the bottleneck being the quantum-mechanical understanding. While Electron Paramagnetic Resonance (EPR) experiments have provided multiple insights on static DNP mechanisms, leading to improved DNP experiments, analogous EPR experiments for Magic Angle Spinning (MAS)-DNP, the most prolific DNP variant, were never performed. Instead, our understanding of MAS-DNP relies on theoretical considerations and numerical simulations, which naturally cannot capture the entire picture. The main obstacle for MAS-EPR is the complexity of the instrumentation and lack of methodology to perform EPR experiments under characteristic MAS-DNP conditions: high magnetic fields, cryogenic temperatures, and MAS. This project aims to bridge this crucial gap.
We have recently recorded the first high-field MAS-EPR spectra, using a unique high-field dual DNP/EPR spectrometer specifically tailored to the investigation of DNP mechanisms, designed and constructed in my lab. In this project, we will expand the experimental capabilities by developing the dedicated hardware and establishing the methodology for high-field, cryogenic MAS-EPR. This will allow, for the first time, to experimentally observe the electron spin dynamics in MAS-DNP, thus deciphering the DNP mechanisms. This will unlock the full potential of MAS-DNP, allowing for systems currently unamenable to NMR to benefit from the atomic-level structural and dynamical information NMR provides, having profound effects in chemistry, structural biology and material science.
Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
69978 Tel Aviv
Israel
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.