Skip to main content
Aller à la page d’accueil de la Commission européenne (s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
français fr
CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
CORDIS

Nanoliter-Scale NMR of Biomolecule Solutions using Dynamic Nuclear Polarization

Description du projet

RMN dynamique de solutions de biomolécules à l’échelle nanométrique, renforcée par la polarisation nucléaire

La polarisation nucléaire dynamique (PND) est une technique utilisée pour améliorer la sensibilité des signaux de résonance magnétique nucléaire (RMN). Bien qu’elle soit compatible avec les échantillons solides et liquides, la PND directe dans les solutions n’a jamais été démontrée pour les biomolécules. Le projet LiquidStateDNP, financé par le CER, entend rendre cela possible et permettre la spectroscopie PND de biomacromolécules dans des volumes de solution aussi petits que quelques centaines de nanolitres, ce qui est impossible même avec les techniques RMN traditionnelles. LiquidStateDNP entend permettre l’application du «mécanisme à effet solide» à température ambiante et à des champs magnétiques élevés. Ce mécanisme est utilisé dans les solides depuis plus de 50 ans, mais rarement dans les liquides. Cela pourrait ouvrir la voie à des applications biologiques jusqu’ici inaccessibles à l’échelle du nanolitre et dans des conditions physiologiques.

Objectif

Dynamic nuclear polarization (DNP) is an exciting and rapidly developing field in magnetic resonance, with solid-state and dissolution DNP techniques emerging as powerful tools across various applications, ranging from materials science to medicine. However, direct DNP in solutions still suffers from a lack of general applicability to macromolecules. The LiquidStateDNP project aims to establish DNP spectroscopy in the liquid state as an innovative tool for chemistry and biology, enabling the analysis of biomacromolecules with small sample volumes as low as a few hundred nanoliters – an achievement beyond the capabilities of traditional NMR techniques. This research will focus on using the solid-effect mechanism at high magnetic fields and room temperature, which offers significant potential for investigating a wide range of molecules. Notably, the solid-effect mechanism exhibits a favorable dependence on the molecular weight of the analyte, becoming increasingly effective for larger macromolecules. To achieve the project’s goals, I will pursue the following objectives: (i) develop a DNP probehead with improved signal sensitivity and resolution; (ii) establish methodologies for various nuclei, including ¹H, ¹³C, ¹⁹F, and ³¹P; (iii) optimize the structure of polarizing agents to maximize their effectiveness in solid-effect DNP; and (iv) demonstrate the application of liquid-state DNP to biomolecules for the first time. This will involve monitoring ligand binding to nucleic acids or proteins, investigating the dynamics of native membranes, and conducting in-cell NMR studies on living cells to detect drug binding and penetration. The LiquidStateDNP project aims to develop an innovative tool for liquid-state NMR, unlocking fundamentally new opportunities for a variety of biological applications at the nanoliter scale under physiological conditions.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

JOHANN WOLFGANG GOETHE-UNIVERSITAET FRANKFURT AM MAIN
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 950,00
Adresse
THEODOR W ADORNO PLATZ 1
60323 Frankfurt Am Main
Allemagne
Région
Hessen Darmstadt Frankfurt am Main, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 950,00

Bénéficiaires (1)