Všeobecné

Nový rýchlejší a jednoduchší spôsob mapovania štruktúry malých molekúl


Úlohou v organickej chémii je neustále vymýšľať spôsoby, ako pozorovať vzájomne prepojené drobné štruktúry, ktoré slúžia ako stavebné kamene prakticky pre všetko okolo nás, a to môže byť užitočné pre všetko od zlepšenia systémov na čistenie vody po zmapovanie najmenších zložiek jemných štruktúr, ako sú orchidey.

Teraz existuje prelomová štúdia od vedcov z Caltechu a UCLA, ktorá ponúka nový a inovatívny prístup k rýchlemu a efektívnemu hodnoteniu štruktúry a povahy malých molekúl. Metóda zbavuje normálny proces hodín - a potenciálne dní -: vyvinuli metódu, ktorú je možné vykonať za čo najkratšiu dobu 30 minút.

Na dosiahnutie prekvapivých výsledkov použili vedci techniku ​​zvanú mikroelektrónová difrakcia (MicroED), ktorá spočíva v 3D difrakcii mikroskopických kryštálov pomocou elektronického mikroskopu. Na zhromažďovanie údajov majú neustále sa otáčajúce nanokryštály vrhané elektróny.

Ďalej je uvedené video, ktoré ilustruje postup:

Profesor chémie v odbore Caltech Brian Stoltz, ktorý bol tiež spoluautorom štúdie, vysvetlil, v čom spočíva sila tejto metódy sa nespolieha na kvalitu alebo čas prípravy vzoriek. „Odobrali sme vzorky s najnižším obočím, ktoré môžete získať, a získali sme tie najkvalitnejšie štruktúry za takmer kedykoľvek,“ optimisticky dodala: „Keď som prvýkrát videla výsledky, moja čeľusť dopadla na podlahu.“

Rozšírenie schopností MicroED

Tamir Gonen, profesor biologickej chémie a fyziológie UCLA a spoluautor štúdie, sa podieľali na predchádzajúcej štúdii z dvoch rokov predtým, ktorá načrtla podrobnosti metódy MicroED pomocou kryoelektrónovej mikroskopie (CryoEM). Tam, kde jeho výskum zaostával, bolo použitie techniky hlavne na kryštalizovaných proteínoch, ale vďaka partnerstvu s ostatnými vedcami boli preskúmané nové možnosti výskumu.

Potom sa ukázalo, že tím „nemusel pestovať kryštály, a to je v čase, keď sme si začali uvedomovať, že by sme túto metódu mohli uplatniť na celú novú triedu molekúl so širokým dosahom na všetkých typy chémie, “vysvetľuje Hosea Nelson, odborná asistentka chémie a biochémie UCLA, ktorá sa tiež zúčastnila štúdie.

Výsledky presahujúce očakávania vedcov

Stoltz bol pri popise nesmierneho dopadu prekvapivého výsledku neviazaný: "Je to ako sci-fi. Nemyslel som si, že by sa to stalo za môjho života - že by ste mohli vidieť štruktúry z práškov." Táto štúdia je dobrým príkladom toho, čo sa stane, keď sa vedci, pracujúci na princípe, rozhodli prehodnotiť existujúce metódy a teórie. V takom prípade sa ich inštinkty skutočne vyplatili.

Chemici všade - teraz aj v budúcnosti - budú môcť z tohto jednoduchého, priameho a vysoko efektívneho prístupu ťažiť. Najlepšie to zhŕňa Robert Grubbs, profesor chémie Caltech.

„Posledným veľkým zlomom v určovaní štruktúry pred tým bola nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia, ktorú predstavil Jack Roberts na Caltechu koncom 60. rokov.“

Podrobnosti o štúdii sa nachádzajú v dokumente s názvom „Metóda CryoEM MicroED ako výkonný nástroj na stanovenie štruktúry malých molekúl“, ktorá bola zverejnená 8. novembra v Centrálna veda ACS denník.


Pozri si video: Mimozemské odpovede (November 2021).