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Benchtop DNP polarizer enabling highly sensitive hyperpolarized NMR analysis

Descrizione del progetto

Una risonanza magnetica nucleare sensibile ed economica per migliorare radicalmente l’analisi molecolare

La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR, nuclear magnetic resonance) viene utilizzata al fine di studiare la struttura e la composizione delle molecole. Nonostante siano strumenti potenti in molti campi, i sistemi NMR tradizionali sono costosi e complessi, il che ne limita un’adozione diffusa; gli spettrometri NMR da banco offrono un’alternativa più economica e compatta, ma la loro minore sensibilità riduce le prestazioni offerte. Per aumentare la potenza del segnale, il progetto BenchHyp, finanziato dal CER, prevede di sviluppare un sistema di iperpolarizzazione innovativo in grado di contribuire ad allineare più nuclei atomici nella stessa direzione. L’uso di un innovativo criostato a flusso con un meccanismo di scorrimento del campione consentirà un’iperpolarizzazione continua e riutilizzabile senza sprechi, mettendo in atto un progresso che renderà la NMR più conveniente e pratica per le applicazioni di routine, trasformandone l’impiego nell’analisi chimica, nel controllo di qualità farmaceutico e nella metabolomica.

Obiettivo

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy is a powerful analytical technique in chemistry, pharmaceuticals, and metabolomics, but requires complex and expensive infrastructure, limiting its widespread adoption. Since recently, the development of Benchtop NMR spectrometers offers a simple, compact, and low-cost alternative compared to traditional high-field systems, and their market has seen a significant growth. However, benchtop NMR faces a critical restraint which is its order of magnitude lower sensitivity. Hyperpolarization by dissolution dynamic nuclear polarization (dDNP) offers a solution by dramatically enhancing NMR signal strength but is limited to a handful of groups due to its complexity and dramatic costs, as it operates at high-fields and very low temperatures. The BenchHyp project introduces a breakthrough approach by developing a compact, reusable, and scalable hyperpolarization system compatible with benchtop NMR spectrometers. The core innovation is a flow cryostat with a sliding-sample mechanism, enabling continuous hyperpolarization without sample destruction or dilution. Unlike conventional dDNP, BenchHyp allows multiple reuses of hyperpolarized solutions, significantly reducing costs and enabling real-time, repeated measurements for applications in chemical analysis, pharmaceutical quality control, and metabolomics. This Proof of Concept will advance the technology from TRL 2 to TRL 4, focusing on prototype optimization, industrial validation, and market assessment. The project will also explore commercialization pathways, evaluating licensing, co-development with industry, or a spin-off. An IP strategy and freedom-to-operate analysis will be conducted to safeguard the innovation. BenchHyp has the potential to revolutionize benchtop NMR, bridging the gap between cutting-edge hyperpolarization and routine laboratory applications, paving the way for its widespread industrial adoption and market deployment.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-POC

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Istituzione ospitante

UNIVERSITE LYON 1 CLAUDE BERNARD
Contributo netto dell'UE
€ 150 000,00
Indirizzo
BOULEVARD DU 11 NOVEMBRE 1918 NUM43
69622 Villeurbanne Cedex
Francia
Regione
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Rhône
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (1)