A new Raman instrument for polarized spectroscopy of biomacromolecular systems

一种新型生物大分子体系偏振光谱拉曼仪器

基本信息

  • 批准号:
    EP/K007394/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2013 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Structural characterization of biomacromolecules in complex environments such as a biological cell, in membranes, or in formulation vehicles (for biopharmaceutical products) is being demanded at ever increasing levels of detail and remains an extremely challenging task. In addition to the research drivers, the moves towards 'Quality by Design' for biopharmaceuticals (proteins, nucleic acids, viruses, bacteria) means that the biopharmaceutical industry needs new methods. In this project we shall design, build and validate a new instrument that will collect Raman, Raman Optical Acitity (ROA), and Raman Linear Difference (RLD) spectra. ROA is well-established, but comparatively underused as a means of probing secondary and tertiary structures of proteins and other biomacromolecules. RLD is a newly invented technique (Rodger et al. Analytical Chemistry, 2012) that can be used to give relative orientations of subunits of complex molecular assemblies. Raman spectroscopy provides access to the wealth of information available in vibrational spectroscopy without the challenges which confront infra red absorbance where water signals dominate. This project builds on the investigators' acknowledged expertise in developing novel spectroscopies for the study of biomolecules. It follows their success (measured by the increase in publications and linear dichroism (LD) instrument sales triggered by their work over the past 10 years) in making UV-LD an available technology. The motivation for developing a new form of spectroscopy is that the structures and arrangements of molecules, including sugars and lipids, that play key roles in the structures and functions of biomacromolecules are invisible to many techniques. Further, existing techniques do not provide sufficient information for many applications. Atomic-level techniques including crystallography and NMR are not well-suited to large irregular molecular assemblies where the structures of both the macromolecule and surrounding molecules contribute to the function of the components. Circular dichroism, which is currently the most widely used method for determining solution-phase secondary structures of proteins, has comparatively low information content and usable concentration ranges. Thus we need alternative approaches to provide the required information. We believe different forms of Raman spectroscopy can contribute to addressing these issues, but the required instrumentation has not yet been invented. In particular we aim to:1. Understand atomic-level structures and functions of biomacromolecules in cellular assemblies which is essential if we wish to control biological processes, such as cell division, for disease control and biotechnology applications. 2. Enhance efficiency in the development and production of pharmaceutical (small molecule) and biopharmaceutical (proteins, nucleic acids, viruses, bacteria) products by improving the approach to Process Analytical Technology (PAT) and helping to enable 'Quality by Design' (QbD). The hypothesis underlying QbD for pharmaceutical drugs, is that quality in production can be planned, and that most quality crises and problems relate to the way in which quality was (or was not) planned in the first place. QbD operates fairly effectively in the pharmaceutical industry. Regulators such as the European Medicines Agency are looking to expand the concept and process of QbD from pharmaceutical products to biopharmaceuticals. However, the analytical methodologies that are possibly sufficient for pharmaceuticals are clearly not adequate for biopharmaceuticals. New challenges are also being brought by the emerging 'Biosimilars' market: most simply, what is 'highly similar'?
复杂环境(如生物细胞、膜或制剂载体(用于生物制药产品))中生物大分子的结构表征要求越来越高的细节水平,并且仍然是一项极具挑战性的任务。除了研究驱动因素外,生物制药(蛋白质、核酸、病毒、细菌)向“设计质量”的转变意味着生物制药行业需要新的方法。在这个项目中,我们将设计、建造和验证一个新的仪器,它将收集拉曼光谱、拉曼光学活性(ROA)和拉曼线性差(RLD)光谱。ROA已经建立,但相对较少用于探测蛋白质和其他生物大分子的二级和三级结构。RLD是一种新发明的技术(Rodger等人)。分析化学,2012),可用于给出复杂分子组合的亚基的相对取向。拉曼光谱提供了对振动光谱中可用的丰富信息的访问,而没有水信号占主导地位的红外吸收所面临的挑战。该项目建立在研究人员在开发用于生物分子研究的新型光谱方面公认的专业知识的基础上。在此之前,他们成功地使UV-LD成为一种可用的技术(通过他们过去10年的工作引发的出版物和线性二色(LD)仪器销售的增加来衡量)。开发一种新的光谱学形式的动机是,在生物大分子的结构和功能中起关键作用的分子(包括糖和脂类)的结构和排列对许多技术来说是不可见的。此外,现有技术不能为许多应用提供足够的信息。包括晶体学和核磁共振在内的原子水平技术并不适合于大型不规则分子组装,因为大分子和周围分子的结构都对组件的功能有贡献。圆二色法是目前应用最广泛的测定蛋白质溶液相二级结构的方法,但其信息量相对较低,可用浓度范围较小。因此,我们需要其他方法来提供所需的信息。我们相信不同形式的拉曼光谱可以有助于解决这些问题,但所需的仪器尚未发明。我们的目标是:1。了解细胞组装中生物大分子的原子水平结构和功能,如果我们希望控制生物过程,如细胞分裂,用于疾病控制和生物技术应用,这是必不可少的。2. 通过改进过程分析技术(PAT)方法和帮助实现“设计质量”(QbD),提高制药(小分子)和生物制药(蛋白质、核酸、病毒、细菌)产品的开发和生产效率。药品QbD的基本假设是,生产中的质量是可以计划的,大多数质量危机和问题都与最初计划(或未计划)质量的方式有关。QbD在制药行业的运作相当有效。欧洲药品管理局(European Medicines Agency)等监管机构正寻求将QbD的概念和流程从制药产品扩展到生物制药。然而,可能对药物足够的分析方法显然不适用于生物制药。新兴的“生物类似药”市场也带来了新的挑战:最简单地说,什么是“高度类似药”?

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Oxidized polyethylene films for orienting polar molecules for linear dichroism spectroscopy.
  • DOI:
    10.1039/c3an02322b
  • 发表时间:
    2014-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Razmkhah;N. Chmel;M. Gibson;A. Rodger
  • 通讯作者:
    K. Razmkhah;N. Chmel;M. Gibson;A. Rodger
Infrared absorbance spectroscopy of aqueous proteins: Comparison of transmission and ATR data collection and analysis for secondary structure fitting
  • DOI:
    10.1002/chir.23002
  • 发表时间:
    2018-07-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Corujo MP;Sklepari M;Ang DL;Millichip M;Reason A;Goodchild SC;Wormell P;Amarasinghe DP;Lindo V;Chmel NP;Rodger A
  • 通讯作者:
    Rodger A
Fluorescence detected linear dichroism spectroscopy: A selective and sensitive probe for fluorophores in flow-oriented systems.
荧光检测线性二色性光谱:流动导向系统中荧光团的选择性和灵敏探针。
  • DOI:
    10.1002/chir.22795
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Wemyss AM
  • 通讯作者:
    Wemyss AM
{{ 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 }}

Alison Rodger其他文献

In-line circular dichroism and fluorescence for real-time monitoring of monoclonal antibody structure during affinity chromatography
在线圆二色性和荧光用于亲和层析过程中单克隆抗体结构的实时监测
  • DOI:
    10.1016/j.chroma.2025.466153
  • 发表时间:
    2025-08-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.000
  • 作者:
    Charles Moore-Kelly;Alison Rodger;Tim R. Dafforn;Owen R.T. Thomas
  • 通讯作者:
    Owen R.T. Thomas
An (un)restricted living: a qualitative exploration of the mental health and well-being of people living with HIV in England
受限(不受限)的生活:对英国艾滋病病毒感染者心理健康和幸福的定性探究
  • DOI:
    10.1016/j.socscimed.2025.118109
  • 发表时间:
    2025-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.000
  • 作者:
    Vasiliki Papageorgiou;Lucy Cullen;T Charles Witzel;Alex Sparrowhawk;Flavien Coukan;Janey Sewell;Alison Rodger;Carl May;Fiona Burns
  • 通讯作者:
    Fiona Burns
WED-491 Understanding barriers and enablers to hepatitis C treatment initiation: a systematic review of qualitative studies
  • DOI:
    10.1016/s0168-8278(24)01955-x
  • 发表时间:
    2024-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Kathleen Bryce;Fiona Burns;Colette Smith;Alison Rodger;Douglas Macdonald
  • 通讯作者:
    Douglas Macdonald
Flow dichroism of DNA can be quantitatively predicted via coarse-grained molecular simulations
DNA 的流动二色性可以通过粗粒度分子模拟定量预测
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    I. Pincus;Alison Rodger;J. R. Prakash
  • 通讯作者:
    J. R. Prakash
The Interfacial Behaviour of Peptides Over Long Time Scales
  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2010.12.2114
  • 发表时间:
    2011-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Catherine J. Pridmore;Matthew Hicks;Alison Rodger;John M. Sanderson
  • 通讯作者:
    John M. Sanderson

Alison Rodger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('Alison Rodger', 18)}}的其他基金

Optical spectroscopy for biomolecular interactions
生物分子相互作用的光谱
  • 批准号:
    BB/F011199/1
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
    Research Grant
LSI Doctoral Training Centres - Molecular organisation and assembly in cells (MOAC) doctoral training centre
LSI博士培训中心-细胞中分子组织与组装(MOAC)博士培训中心
  • 批准号:
    EP/F500378/1
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
    Training Grant
LSI Doctoral Training Centres: University of Warwick
LSI 博士培训中心:华威大学
  • 批准号:
    EP/F500041/1
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
    Training Grant
Doctoral Training Centre - University of Warwick
博士培训中心 - 华威大学
  • 批准号:
    EP/E501346/1
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
    Training Grant
Explaining the Chemistry/Biology Interface (ECBI): Networking & Evaluation Phase
解释化学/生物接口 (ECBI):网络
  • 批准号:
    EP/D504503/1
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

基于四波双衍射Raman技术的双组分大动量转移原子干涉仪的实验研究
  • 批准号:
    12304547
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
变压器油中多杂质颗粒LIBS-Raman协同检测理论与方法研究
  • 批准号:
    52307184
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于LIBS和Raman联用的敦煌壁画颜料原位检测分析方法研究
  • 批准号:
    12374384
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
靶向细胞凋亡NIR-Ⅱ/Raman多功能探针在坏死性小肠结肠炎精准诊治中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82302486
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于THz-Raman协同智能识别策略的胶质瘤多模态同步定位定性关键机理和技术研究
  • 批准号:
    U22A20353
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    255.00 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
表面等离激元超晶格超表面调控光学Fano共振及其在Raman检测中的应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于微聚焦X射线散射/Raman联用的γ辐照碳纤维力学性能演变机制研究
  • 批准号:
    U2032133
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
基于两个路径上内态不同Raman干涉仪的原子内态弱等效原理检验研究
  • 批准号:
    11904114
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Raman光谱法快速联测铝电解质分子比和氧化铝浓度的基础研究
  • 批准号:
    51974081
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Raman光谱的温度调控下瓦斯水合分离动力学研究
  • 批准号:
    51774123
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

(PQC4) Towards In Vivo, 3D Cytotyping By Stimulated Raman Spectroscopic Imaging-Ba
(PQC4) 通过受激拉曼光谱成像进行体内 3D 细胞分型-Ba
  • 批准号:
    8792136
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
RAMAN FLOW CYTOMETRY FOR DRUG DISCOVERY AND DIAGNOSIS
用于药物发现和诊断的拉曼流式细胞术
  • 批准号:
    8361762
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
RAMAN FLOW CYTOMETRY FOR DRUG DISCOVERY AND DIAGNOSIS
用于药物发现和诊断的拉曼流式细胞术
  • 批准号:
    8169398
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
RAMAN FLOW CYTOMETRY FOR DRUG DISCOVERY AND DIAGNOSIS
用于药物发现和诊断的拉曼流式细胞术
  • 批准号:
    7956780
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
RAMAN FLOW CYTOMETRY FOR DRUG DISCOVERY AND DIAGNOSIS
用于药物发现和诊断的拉曼流式细胞术
  • 批准号:
    7724256
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
Raman Tomography of Musculoskeletal Tissue
肌肉骨骼组织的拉曼断层扫描
  • 批准号:
    7478574
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
Raman Tomography of Musculoskeletal Tissue
肌肉骨骼组织的拉曼断层扫描
  • 批准号:
    7300612
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
Raman Tomography of Musculoskeletal Tissue
肌肉骨骼组织的拉曼断层扫描
  • 批准号:
    8117606
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
Raman Tomography of Musculoskeletal Tissue
肌肉骨骼组织的拉曼断层扫描
  • 批准号:
    7655314
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
Raman Tomography of Musculoskeletal Tissue
肌肉骨骼组织的拉曼断层扫描
  • 批准号:
    7884544
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10.43万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了