AdaptoCell for MAX IV Laboratory Users
- Reference number
- ITM17-0375
- Start and end dates
- 190101-230831
- Amount granted
- 7 754 750 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Contemporary research is showing that a deeper understanding of in vivo dynamics and functions of proteins and their interactions yields greater insights into the progression and prevention of diseases; Swedish researchers now need better analytical new tools and techniques to maintain their competitive edge in this research. The Swedish-funded facility, MAX IV, enables time-resolved in situ studies of proteins by X-ray Absorption/Emission Spectroscopy (XAS/XES), Small Angle X-ray Scattering (SAXS), and Serial Synchrotron crystallography (SSX) at state of the art beamlines: Balder, CoSAXS and MicroMAX, respectively. Our goal is to deliver a microfluidic flow-cell platform, AdaptoCell for MAX IV users, adapted to each method and deployed to investigate proteins in solution and to facilitate serial crystallography on micro-crystals. The MAX IV project team will engage two young researchers who in collaboration with experts in microfluidic chip manufacturing (Customized Microfluidics facility), protein production, microfluidic device usage and time-resolved studies will integrate these devices onto the beamlines and perform proof of concept experiments. Year 1 will deliver the integrated microfluidic device for XAS, with UV-vis spectroscopy being added in year 2 to produce AdaptoCell-XAS and AdaptoCell-SAXS for time-resolved data collection, and AdaptoCell-SSX in year 3. Each device will be released to Swedish academic and industry users for multisample delivery.
Popular science description
Proteiner i cellen kan fungera som allt från byggstenar, signaleringssystem till små maskiner (enzymer), som vi behöver förstå bättre för att t. ex. bota sjukdomar, förbättra fermentering och lära av naturen för energiframställning. För att förstå proteinernas samverkan och funktion i cellen behöver forskarna studera proteiner i en miljö så nära cellens som möjligt. En standardmetod är att frysa ner proteinproverna under försöken (för att t.ex. bevara, skydda), men det utgör en onormal miljö för proteinerna att utöva sin funktion. För att kunna studera proteiners dynamiska samverkan med varandra och deras funktion behövs provmiljöer som tillåter så nära naturliga/fysiologiska förhållanden som möjligt. Ett sätt att leverera färskt prov för experimentet som också ger möjlighet att stimulera och studera funktioner är att flöda proteinet i en flödecell. Syftet med detta projekt är att skapa mikrofluidik-baserade flödesceller (AdaptoCell) för proteiner som ska placeras och integreras på experimentstationerna, dvs strålrören på MAX IV för tidsupplösta proteinstudier. MAX IV-laboratoriet är världens ljusstarkaste synkrotronljusanläggning och producerar ljus för svenska forskare. Plattformen skapas för tre strålrör, Balder, CoSAXS och MicroMAX som tillhandahåller metoder för spjutspetsforskning på proteiner, med respektive röntgenabsorptionsspektroskopi (XAS) för studie av lokal atomär/elektronisk struktur av metallen i metallo-proteiner, småvinkelspridning med röntgen (SAXS) för att studera proteiners nanostruktur, samt seriekristallografi (SSX) för att lösa proteiners atomära struktur med hjälp av mikrokristaller. AdaptoCell kommer att anpassas till varje teknik med synkroniserad UV-vis spektroskopi på chipet (Lab-on-chip). Design, tillverkning och utveckling av dessa mikrofluidik-plattformar kommer att ske med hjälp av expertis på röntgen-metoder, mikrofluidik-chip-tillverkning, mikrofluidik-chip-användning och protein-forskare från svenska universitet i Lund, Uppsala, Göteborg samt forskningsinstitutet RISE. De färdiga prov-plattformarna för flytande prover kommer efter projektet att utgöra en basprovmiljö för MAX IV:s användare, svenska forskare från både akademi och industri.