Conférence en chimie : Towards predictive protein separations: Can physical chemistry solve a $100,000,000,000 problem?

Description de l'événement

Conférence présentée en anglais 

Les travaux récents menés par le groupe de la professeure Christy F. Landes, ainsi que par d’autres équipes, ont démontré le potentiel des méthodes à l’échelle de la molécule unique pour relier les détails mécanistiques de l’adsorption des protéines à des observables macroscopiques. En étudiant une molécule à la fois, ces approches permettent d’éliminer la moyenne d’ensemble et d’accéder à l’hétérogénéité sous-jacente des systèmes. Elles nécessitent toutefois le développement de nouvelles méthodes afin d’enrichir l’information extraite de données à faible densité et à faible rapport signal/bruit, tout en améliorant la résolution spatiale et temporelle.

Dans cette conférence, la professeure Landes mettra en lumière des avancées récentes en microscopie de super-localisation, appliquées à la quantification des phénomènes physiques et chimiques se produisant entre les protéines cibles et les supports en phase stationnaire lors des séparations chromatographiques. Son exposé portera notamment sur la capacité émergente du suivi de protéines individuelles à fournir des informations sur des paramètres théoriques, grâce à la quantification de la dynamique d’adsorption-désorption, du dépliage des protéines et du transport en milieu nano-confiné.

Elle abordera également l’utilisation de la manipulation de phase pour encoder des informations temporelles, spatiales en trois dimensions et d’orientation, et présentera brièvement de nouveaux matériaux susceptibles d’ouvrir la voie à des séparations actives bio-inspirées.

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Towards predictive protein separations: Can physical chemistry solve a $100,000,000,000 problem?

Christy F. Landes

Recent efforts by our group and others have shown the promise of applying single-molecule methods to link mechanistic detail about protein adsorption to macroscale observables. When we study one molecule at a time, we eliminate ensemble averaging, thereby accessing underlying heterogeneity. However, we must develop new methods to increase information content in the resulting low density and low signal-to-noise data and to improve space and time resolution. 

I will highlight recent advances in super-localization microscopy for quantifying the physics and chemistry that occur between target proteins and stationary phase supports during chromatographic separations. My discussion will concentrate on the newfound ability of single-protein tracking to inform theoretical parameters by quantification of adsorption-desorption dynamics, protein unfolding, and nano-confined transport. Additionally, I will discuss using phase manipulation to encode temporal, 3D spatial, and orientational information, and briefly introduce new materials that could lead to bio-inspired active separations.