Description du projet
Un double système ouvre une fenêtre sur la liaison supramoléculaire
Les structures supramoléculaires sont de très grandes molécules formées par le regroupement ou la liaison de molécules plus petites. Contrairement à la chimie conventionnelle et ses atomes liés par covalence, la chimie supramoléculaire implique généralement des interactions plus faibles et réversibles comme celles qui sont à la base des systèmes et fonctions biologiques. Les avancées technologiques ont permis d’évaluer la résistance mécanique des interactions non covalentes dans le régime de la molécule unique. Cependant, la caractérisation chimique n’a jusqu’à présent toujours pas été possible. Le projet TweeTERS, financé par l’UE, combine des pinces optiques pour la caractérisation mécanique et une spectroscopie Raman de pointe pour la caractérisation chimique. Cette configuration permettra de mesurer simultanément les événements de liaison réversibles et d’identifier les espèces moléculaires impliquées, les interactions inter et intramoléculaires et leurs orientations pour la manipulation d’une molécule unique des systèmes supramoléculaires avec une résolution spatiale sans précédent.
Objectif
Quantitative information on the dynamics and mechanistic principles behind supramolecular systems can be investigated in the single-molecule regime by measuring the nanometer displacements resulting from the application of picoNewton forces in optical trapping (OT) experiments. In particular, the mechanical strength of non-covalent interactions can be quantified when studying the reversible breaking/formation of hydrogen bonds on individual host-guest systems or the switching of a macrocycle between binding stations in a molecular shuttle. However, the fundamental chemical mechanisms behind the obtained real-time operational kinetics are not accessible with OT experiments and fundamental questions about the physicochemical processes underlying real-operation remain unanswered.
The goal of this project is to merge OT for single-molecule optical force microscopy experiments with tip-enhaced Raman spectroscopy (TERS). TERS is a powerfull nearfield-based techinque based on the coupling of Raman spectroscopy and scanning probe microscopy. It provides chemical characterization with single molecule sensitivity and few-nm spatial resolution. Since Raman spectroscopy is sensitive to molecular species, inter and intra molecular interactions and orientations; by combining OT-optical force microscopy with TERS, we will access the underlying physicochemical processes triggering specific shuttling events in molecular motors and other types of supramolecular systems. In particular, we aim to create a hybrid tool that can disentangle the relation between mechanical, conformational and chemical properties of individual synthetic supramolecular systems and the non-covalent interactions governing their behavior, with single-molecule sensitivity and spatial resolution in the range of 10 nm. TweeTERS will lead to a major technological improvement in the single-molecule manipulation field and in particular, in the nearly un-explored field of single-molecule supra-molecular chemistry.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences physiquesoptiquemicroscopie
- sciences naturellessciences physiquesoptiquespectroscopie
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
28049 Madrid
Espagne