Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Nanoliter-Scale NMR of Biomolecule Solutions using Dynamic Nuclear Polarization

Opis projektu

Dynamiczne, wzmocnione polaryzacją jądrową badanie NMR roztworów biomolekuł w skali nanolitrów

Dynamiczna polaryzacja jądrowa (DNP) to technika służąca do zwiększenia czułości sygnałów magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Chociaż DNP jest kompatybilna zarówno z próbkami w stanie stałym, jak i ciekłym, nigdy nie wykazano bezpośredniej obecności DNP w roztworach biomolekuł. Finansowany przez ERBN projekt LiquidStateDNP ma to umożliwić dzięki wprowadzeniu spektroskopii DNP biomakromolekuł w roztworach o objętości zaledwie kilkuset nanolitrów, co jest nieosiągalne nawet przy użyciu tradycyjnych technik NMR. Projekt LiquidStateDNP zakłada umożliwienie wykorzystania „mechanizmu efektu ciała stałego” w temperaturze pokojowej i wysokich polach magnetycznych. Mechanizm ten jest stosowany w przypadku ciał stałych od ponad 50 lat, ale rzadko bywa wykorzystywany w cieczach. Powodzenie tych prac otworzy drzwi do wcześniej niedostępnych zastosowań biologicznych w skali nanolitrów i w warunkach fizjologicznych.

Cel

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.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2025-STG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

JOHANN WOLFGANG GOETHE-UNIVERSITAET FRANKFURT AM MAIN
Wkład UE netto
€ 1 499 950,00
Adres
THEODOR W ADORNO PLATZ 1
60323 Frankfurt Am Main
Niemcy
Region
Hessen Darmstadt Frankfurt am Main, Kreisfreie Stadt
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 1 499 950,00

Beneficjenci (1)