Megahertz & single-molecule Serial Femtosecond Crystallography: desarrollo de sistemas de introducción de muestras

Descripción

Este Proyecto propone la investigación y el desarrollo de procedimientos para exponer corrientes microscópicas de líquido y muestras biológicas a la irradiación ultra-intensa de pulsos de rayos X procedentes de un XFEL (X-ray Free Electron Laser), con el objeto de determinar la estructura molecular de dichas muestras: un procedimiento genérico conocido como Serial Femtosecond Crystallography (SFX).

En síntesis, el proyecto que se plantea ambiciona el desarrollo y la optimización del mejor sistema de transporte de muestra para los más recientes XFELs de altas frecuencias, superiores al MHz (actualmente, el European XFEL y el LCLS II de Stanford).

El objetivo fundamental de este proyecto consiste por tanto en habilitar los medios de manipulación microscópica y control preciso de la corriente microscópica de líquido con la muestra antes y después de producirse la interacción con el pulso ultra-corto de energía del XFEL que provoca su explosión y desintegración, con el reto de conseguir que el procedimiento funcione a frecuencias de pulso superiores al MHz, y que implica cuatro barreras tecnológicas fundamentales:


a)    Alcanzar velocidades de la corriente superiores a 100 m/s para renovar con la suficiente rapidez la muestra en el punto de impacto.
b)    Minimizar la cantidad de líquido necesario en la corriente portadora para maximizar la relación señal-fondo de la imagen de la muestra y conseguir la detección de muestras moleculares individuales (Single-Molecule SFX).
c)    Minimizar el daño que las explosiones de impactos previos causan a las muestras presentes en la corriente, aguas arriba, y que van a ser expuestas subsiguientemente.
d)    Retirar eficazmente los restos de líquido ionizado producidos por cada explosión de forma que no afecten a las medidas ni a los instrumentos.
La superación de dichas barreras constituye el objetivo global de este proyecto.

Referencia

P18-FR-3375

Investigador principal

Alfonso Miguel Gañán Calvo

Equipo de investigación

Miguel Ángel Herrada Gutiérrez
José María López-Herrera Sánchez
Luis Balam Modesto López

Equipo de trabajo

Sergio Blanco Trejo
Francisco Cruz Mazo

Contratados

Miguel Ruiz López

Entidad financiadora

Junta de Andalucía (Consejería de Economía y Conocimiento) / Junta de Andalucía (Regional Ministry of Economy and Knowledge)

Fecha de inicio

Fecha de finalización

Tipología de proyecto