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Taking Crystal Sponges into the Nanoscale Using 3D Electron Diffraction

Description du projet

Méthode améliorée pour analyser la structure des molécules non cristallines

Comprendre la structure des molécules non cristallines est un défi majeur, notamment en ce qui concerne les composés flexibles et complexes tels que les lipides. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet CrySpED introduira une nouvelle approche qui consiste à combiner la méthode de l’éponge cristalline avec la diffraction électronique 3D (3DED). Contrairement aux méthodes traditionnelles qui nécessitent de gros cristaux, 3DED permet d’analyser des nanocristaux d’une taille d’environ 100 nm, ce qui rend le processus plus rapide. Les chercheurs développeront également de nouveaux matériaux spongieux avec des tailles de pores adaptées pour améliorer la façon dont les molécules se lient et s’organisent en leur sein. La recherche proposée devrait aider à surmonter les limites actuelles de l’analyse moléculaire, offrant un outil puissant pour étudier des molécules complexes avec une plus grande précision.

Objectif

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

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSITY OF GLASGOW
Contribution nette de l'UE
€ 276 187,92
Adresse
UNIVERSITY AVENUE
G12 8QQ Glasgow
Royaume-Uni
Région
Scotland West Central Scotland Glasgow City
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée