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Taking Crystal Sponges into the Nanoscale Using 3D Electron Diffraction

Projektbeschreibung

Verbesserte Methode zur Analyse der Struktur nichtkristalliner Moleküle

Ein umfassendes Verständnis der Struktur nichtkristalliner Moleküle zu erreichen, ist eine große Herausforderung, insbesondere im Hinblick auf flexible und komplexe Verbindungen wie Lipide. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt CrySpED wird hierzu einen neuartigen Ansatz einführen, bei dem die Kristallschwammmethode mit der 3D-Elektronenbeugung (3DED) kombiniert wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die große Kristalle erfordern, ermöglicht 3DED die Analyse von Nanokristallen mit einer Größe von etwa 100 nm, was Zeit spart. Die Forschenden werden außerdem neue Schwammmaterialien mit maßgeschneiderten Porengrößen entwickeln, um die Bindung und Organisation der Moleküle in ihnen zu verbessern. Die vorgeschlagene Forschung soll dazu beitragen, die derzeitigen Einschränkungen in der Molekularanalyse zu überwinden und ein leistungsfähiges Werkzeug für die präzisere Untersuchung komplexer Moleküle bereitzustellen.

Ziel

In the crystal sponge method (CSM), noncrystalline molecules are ordered bound in a porous crystal to allow collection of single
crystal X-ray diffraction (SCXRD) data of both the host and the analyte. This protocol has huge promise but is hindered by a lack of
suitable sponge materials that can be isolated as large single crystals, and difficulties in inducing the ordered, high occupancy guest
loading required for data collection. Herein, we propose to apply the CSM to 3D electron diffraction (3DED), a technique that allows
analysis of ~100 nanometres nanocrystals, which will remove the requirement for time-consuming growth of large crystals, open up
many new potential sponges for analysis, minimise issues with sponge activation and analyte diffusion, lower analyte detection limits,
mitigate for crystal stability issues, and allow much more rapid analysis. We shall downsize existing crystal sponges (CSs) and perform
a crystallographic comparison of data collected on analytes by SCXRD vs 3DED, including key parameters of the diffusion time and
required quantities of the analyte. Secondly, we shall exploit the applicant’s recent discovery of a new class of sponge, BTB-MOF-24,
to develop a series of new CSs with related structures through isoreticular expansion. We will compare 3DED to SCXRD for the data
acquisition by these sponges. By gaining fine control over pore size and geometry, we will elucidate design criteria to control hostguest interactions and ensure ordered analyte binding for excellent data quality. Finally, we will apply these sponges to the structural
analysis of complex lipids, biologically relevant molecules, but difficult to analyse due to their flexibility and chirality, and use these
analytes as exemplars of the power of 3DED compared to SCXRD. Ultimately, by signposting the efficacy of 3DED and developing
design rules for preparing new CSs, we will reinvigorate Taking Crystal Sponges into the Nanoscale Using 3D Electron Diffraction

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSITY OF GLASGOW
Netto-EU-Beitrag
€ 276 187,92
Adresse
UNIVERSITY AVENUE
G12 8QQ Glasgow
Vereinigtes Königreich
Region
Scotland West Central Scotland Glasgow City
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten