NILS (Nanoelectromechanical Instruments for Life Sciences) stimuleren.

De FET-aanvraag behandelt de introductie van originele instrumentatie gebaseerd op nanomechanische systemen (NEMS) die worden gebruikt bij diverse analysemethoden in de bioen farmaceutische chemie, met het doel om deze zowel kwalitatief als kwantitatief te verbeteren. De revolutionaire infrarood (IR) detectiegevoeligheid van NEMS vormt de basis voor het concept. De introductie van optimalisatiemethoden voor NEMS-detectoren zorgde voor een recente doorbraak m.b.t. gevoeligheid tot op de detectie van één molecule bij kamertemperatuur, en dat met een ongeziene signaal-ruisverhouding. De bekomen gevoeligheid van enkele femtowatts per vierkantswortel van hertz leidt tot een verbetering van drie ordegroottes ten opzichte van bestaande NEMS-technologie en ten opzichte van gelijkaardige state-of-the-art kamertemperatuur IRdetectoren. Het hoofddoel van dit project is om deze ongeziene detectiegevoeligheid toe te passen om: 1. De hoeveelheid staal die nodig is om eiwitten te kunnen kwantificeren met behulp van IR te minimaliseren naar nano- tot femtogrammen. 2. Het verbeteren van de analyse van de secundaire structuur van eiwitten en de bepaling van de absolute configuratie via IR vibrationeel circulair dichroïsme door het reduceren van de tijd die nodig is voor het opnemen van een spectrum van uren naar minuten. 3. Het voor de eerste keer mogelijk maken van IR-identificaties van één kankercel en één enkele bacterie. 4. Het voor de eerste keer mogelijk maken van IR-analyses van signaalmetabolieten veroorzaakt door één enkele biofilmvormende bacterie. De NEMS IR spectroscopische instrumentatie vormt de basis voor analytische paradigma's in de belangrijkste delen van de bio- en farmaceutische wetenschappen, zoals proteomics, bacteriologie, farmacologie, celbiologie, microbiologie en oncologie. De implementatie van de nieuwe instrumentatie in deze onderzoeksgebieden zal een enorme versnelling van geneesmiddelontdekking, screenings van kankercellen en de zoektocht naar effectieve antibioticatherapie mogelijk maken. Uiteindelijk zal ook het inzicht in gevaarlijke biofilms toenemen, zodat ook de vorming ervan voorkomen kan worden. Het hoofdthema van deze FET-applicatie, waarvoor we recent een verbeterde projectaanvraag hebben ingediend, is instrumentontwikkeling. Deze aanvraag sluit bijgevolg sterk aan bij de recente evoluties binnen de MolSpec onderzoeksgroep waarbij de ontwikkeling en validatie van eigen IRen Raman-gebaseerde meetapparatuur centraal staan. De beschikbare expertise op dit vlak, sterk ontwikkeld sinds mijn aanstelling aan de Universiteit Antwerpen in 2013, maakt van de MolSpec groep een interessante en sterk gewaardeerde partner in het huidige FET-consortium. Met de voorgestelde financiering wenst de MolSpec onderzoeksgroep verdere ontwikkelingen m.b.t. het bouwen van nieuwe en betere laser-gebaseerde lichtbronnen, detectoren/spectrografen, uit te bouwen. Bij de ontwikkeling van de verschillende prototypes wordt o.a. gestreefd naar een optimalisatie van de meettijden en de detectielimieten van de gebruikte analysetechnieken. Naast deze directe link met het onderzoek binnen de FET-applicatie, zal het bouwen en valideren van proof-of-concept instrumenten die dan vergeleken worden met commercieel beschikbare technologie ons ook sterken in toekomstige beurs- en fondsaanvragen, inclusief ERC, en zal de mogelijke rol van de onderzoekgroep binnen andere internationale consortia worden versterkt.

Trefwoorden:VIBRATIONEEL CIRCULAIR DICHROISME (VCD), RAMAN OPTISCHE ACTIVITEIT

Disciplines:Spectroscopische methoden