A Resonator for Pulsed ODNP Spectroscopy to Study Surface Hydration Dynamics

用于研究表面水合动力学的脉冲 ODNP 光谱谐振器

基本信息

  • 批准号:
    10325293
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-12-28 至 2023-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary / Abstract The proposed research focuses on the development of a turn-key resonator for liquid-state Overhauser Dynamic Nuclear Polarization (ODNP) spectroscopy to study the site-specific translational dynamics of water molecules located at the interface of bio-macromolecules such as membrane proteins. It will allow researchers to readily perform ODNP experiments in either a state-of-the-art commercially available X-band cw/pulsed electron paramagnetic resonance (EPR) spectrometer or using a benchtop ODNP spectrometer. In recent years, DNP has proven to be a robust method to increase signal intensities in NMR experiments in laboratories around the world and substantial progress has been made in adapting DNP for solid- and solution- state NMR spectroscopy. This progress has sparked a new interest in ODNP spectroscopy. Although the method is known since the 1960s it has just recently been applied successfully to study the site-specific translational dynamics of water located at the interface of large bio-macromolecules such as membrane proteins. ODNP can map out the local and site-specific hydration dynamics landscape of membrane proteins and lipid membranes and can provide critical information about the protein structure and dynamics. One of the major challenges in ODNP spectroscopy is microwave induced sample heating. During Phase I of this project, we successfully designed, fabricated and characterized a novel prototype ODNP resonator. This SBIR Phase II application will assure that the prototype can be turned into a customer product. As demonstrated by the prototype, the resonator will have a much higher microwave conversion factor compared to conventional rectangular or circular EPR cavities. In addition, the low Q resonance structure will allow pulsed ODNP experiments to further minimize microwave induced heating by reducing the average power required to saturate the EPR transitions. The successful development of this technology will provide researchers access to instrumentation allowing them to incorporate ODNP spectroscopy in their research routine without the hassle of troubleshooting home-built equipment. This will greatly proliferate the method and is of large interest to many projects funded by the U.S. National Institutes of Health.
项目摘要 /摘要 拟议的研究重点是开发用于液态过度大冲突器的旋转器 动态核极化(ODNP)光谱学研究了水的特定位置翻译动力学 位于生物大分子(例如膜蛋白)界面上的分子。它将允许研究人员 很容易在商业上最先进的X波段CW/脉冲的最先进的ODNP实验 电子顺磁共振(EPR)光谱仪或使用台式ODNP光谱仪。 近年来,DNP已被证明是增加NMR实验信号强度的强大方法 在全球实验室中 状态NMR光谱。这一进展激发了ODNP光谱的新兴趣。虽然方法 自1960年代以来就知道它最近已成功地用于研究特定地点的翻译 位于大生物大分子(例如膜蛋白)界面的水的动力学。 ODNP可以 绘制膜蛋白和脂质膜的局部和特定位置水合动力学景观 并可以提供有关蛋白质结构和动力学的关键信息。 ODNP光谱法的主要挑战之一是微波引起的样品加热。在阶段 在这个项目中,我们成功设计,制造和表征了一种新型的ODNP谐振器。这 SBIR II期应用程序将确保原型可以变成客户产品。如证明 通过原型,与传统 矩形或圆形EPR腔。此外,低Q共振结构将允许脉冲ODNP 实验通过减少饱和所需的平均功率来进一步最小化微波引起的加热 EPR过渡。 该技术的成功开发将为研究人员提供仪器的访问 允许他们将ODNP光谱纳入其研究常规,而无需进行故障排除 家居设备。这将极大地扩散该方法,并引起许多资助的许多项目的兴趣 美国国立卫生研究院。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Thorsten Maly其他文献

Thorsten Maly的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Thorsten Maly', 18)}}的其他基金

A High Power, Broadband 395 GHz Gyrotron Amplifier for DNP-NMR and EPR Spectroscopy
用于 DNP-NMR 和 EPR 光谱分析的高功率宽带 395 GHz 回旋放大器
  • 批准号:
    10442892
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Compact Pulse Slicer for High-Power Submillimeter Waves
适用于高功率亚毫米波的紧凑型脉冲限幅器
  • 批准号:
    10227252
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
A High Power, Broadband 395 GHz Gyrotron Amplifier for DNP-NMR and EPR Spectroscopy
用于 DNP-NMR 和 EPR 光谱分析的高功率宽带 395 GHz 回旋放大器
  • 批准号:
    10010144
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Benchtop Q-Band Pulsed EPR Spectrometer for Intermolecular Distance Measurements
用于分子间距离测量的台式 Q 波段脉冲 EPR 光谱仪
  • 批准号:
    10484084
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Compact Pulse Slicer for High-Power Submillimeter Waves
适用于高功率亚毫米波的紧凑型脉冲限幅器
  • 批准号:
    10081781
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Benchtop Q-Band Pulsed EPR Spectrometer for Intermolecular Distance Measurements
用于分子间距离测量的台式 Q 波段脉冲 EPR 光谱仪
  • 批准号:
    10668508
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Benchtop Q-Band Pulsed EPR Spectrometer for Intermolecular Distance Measurements
用于分子间距离测量的台式 Q 波段脉冲 EPR 光谱仪
  • 批准号:
    10010151
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
An ODNP Probe to Study Hydration Dynamics in Membrane Protein
用于研究膜蛋白水合动力学的 ODNP 探针
  • 批准号:
    9265623
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
An ODNP Probe to Study Hydration Dynamics in Membrane Protein
用于研究膜蛋白水合动力学的 ODNP 探针
  • 批准号:
    9896838
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Compact, Integrated EPR Spectrometer for Dynamic Nuclear Polarization
用于动态核极化的紧凑型集成 EPR 光谱仪
  • 批准号:
    8781173
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:

相似国自然基金

数据驱动的心血管疾病区域协同医疗服务研究
  • 批准号:
    72301123
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高温与臭氧复合暴露对我国心脑血管疾病寿命损失年的区域分异影响及未来风险预估研究
  • 批准号:
    42305191
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
精神分裂症风险区域1p36.23在疾病中遗传机制及致病机理研究
  • 批准号:
    82301690
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
GlyRS的内部无序区域在运动神经发育和疾病中的功能研究
  • 批准号:
    32300790
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
精神分裂症风险区域2q33.1在疾病中遗传机制及致病机理研究
  • 批准号:
    82171511
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

The Proactive and Reactive Neuromechanics of Instability in Aging and Dementia with Lewy Bodies
衰老和路易体痴呆中不稳定的主动和反应神经力学
  • 批准号:
    10749539
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
从肉体到细丝的流畅性:多尺度神经影像数据的整理、表示和分析,以表征和诊断阿尔茨海默病
  • 批准号:
    10462257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Using Photobiomodulation to Alleviate Brain Hypoperfusion in Alzheimer's Disease
利用光生物调节缓解阿尔茨海默氏病的大脑灌注不足
  • 批准号:
    10656787
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Integrative Data Science Approach to Advance Care Coordination of ADRD by Primary Care Providers
综合数据科学方法促进初级保健提供者对 ADRD 的护理协调
  • 批准号:
    10722568
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
Innovative Chair to Prevent Pressure Injuries in Persons Living with Alzheimer's Disease and Related Dementias
预防阿尔茨海默病和相关痴呆症患者压力损伤的创新椅子
  • 批准号:
    10760048
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 49.18万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了