กล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกน (STM) ถูกใช้เป็นประจำเพื่อระบุโมเลกุลแต่ละตัว แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่สามารถแก้ไขโครงสร้างภายในได้ ทีมนักวิจัยสหวิทยาการที่มหาวิทยาลัย ในสหราชอาณาจักรได้แสดงให้เห็นว่ารูปแบบของ STM ที่มีความละเอียดสูงสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอะตอมและพันธะภายในโมเลกุลได้ เทคนิคนี้ยังสามารถกำหนดประเภทของพันธะระหว่างโมเลกุลที่มีอยู่ได้อีกด้วย
สามารถ
นำไปใช้ในหลากหลายสาขา รวมถึงวัสดุศาสตร์ ชีวเคมี และการพัฒนาและทดสอบเภสัชภัณฑ์หัวหน้าทีม อธิบายว่า STM คิดค้นขึ้นในปี 1981 เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแสดงภาพโลกนาโนไปจนถึงองค์ประกอบพื้นฐาน ซึ่งก็คือโมเลกุลและอะตอมแต่ละชนิด ทำงานโดยใช้กระแสเล็กๆ
ซึ่งต้องขอบคุณการขุดอุโมงค์ควอนตัมที่ไหลระหว่างปลายโลหะที่แหลมคมกับพื้นผิวของตัวอย่างที่อยู่ห่างออกไปน้อยกว่า 1 นาโนเมตร ความเข้มของการขุดอุโมงค์นี้โดยทั่วไปค่อนข้างสม่ำเสมอทั่วทั้งโมเลกุลในตัวอย่าง อย่างไรก็ตาม ซึ่งหมายความว่าโดยปกติแล้ว STM จะไม่สามารถแก้ไขโครงสร้าง
ภายในของโมเลกุลแต่ละตัวได้ นี่เป็นข้อจำกัดร้ายแรงสำหรับนักวิจัยที่พยายามกำหนดโครงสร้างทางเคมีที่แม่นยำของโมเลกุลที่ไม่รู้จัก หรือค้นหาวิธีที่โมเลกุลทำปฏิกิริยาต่อกัน คมชัดและชัดเจนยิ่งขึ้นส่วนปลาย STM ในผลงานใหม่ และเพื่อนร่วมงานติดตั้งโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์เพียงโมเลกุลเดียว
ที่ส่วนปลาย โมเลกุลนี้ถูกกักเก็บไว้ที่อุณหภูมิฮีเลียมเหลวประมาณ 1 K ซึ่งทำให้ปลายแหลมคมกว่าปกติและกำหนดคุณสมบัติทางเคมีได้ดีกว่ามาก “เราสามารถนำส่วนปลายเข้าใกล้โมเลกุลที่กำลังวิเคราะห์อย่างมาก ในระยะที่แรงผลักที่รุนแรงมาก (แรงผลักของเพาลี) ระหว่างอิเล็กตรอนในโมเลกุล
และในอะตอมสุดท้ายของส่วนปลายมีความสำคัญอย่างมาก” อธิบาย “ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ กระแสที่วัดได้ใน STM ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่แน่นอนของทิปภายในโมเลกุล ภาพที่ได้จึงสามารถแสดงรายละเอียดภายในโมเลกุล เช่น ตำแหน่งของอะตอมที่เป็นส่วนประกอบและพันธะระหว่างพวกมัน”
อะตอม
ของ Br และ O ใน 3,9-Br 2 PXX สามารถจับกันด้วยพันธะไฮโดรเจนหรือฮาโลเจนเมื่อจัดเรียงเป็นแถวเรียงของซูปราโมเลคูลาร์บนสารตั้งต้น พันธะ H มาจากปฏิกิริยาระหว่าง CHO ที่อ่อนแอ ในขณะที่พันธะฮาโลเจนมาจากสิ่งที่เรียกว่า “หลุมซิกมา” บนอะตอมของ Br
พันธะฮาโลเจนเป็นปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลและเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าเทคนิคของพวกเขาช่วยให้พวกเขาสร้างพันธะฮาโลเจนได้ ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลที่ยึดโมเลกุลPXX 3,9-Br 2 ไว้ด้วยกัน ผลลัพธ์ดังกล่าวไม่สามารถทำได้โดยใช้ STM มาตรฐาน เนื่องจากภาพที่มีความละเอียดต่ำกว่า
ที่สร้างขึ้นจะไม่แยกแยะความแตกต่างระหว่างพันธะทั้งสองประเภทนี้ นักวิจัยยังระบุว่าตัวอย่างที่วิเคราะห์มีสิ่งเจือปน สิ่งเหล่านี้มาจากกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมีและมักมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยจนไม่สามารถตรวจพบได้โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ทางสเปกโทรสโกปีแบบคลาสสิก
ดังนั้นจึงอาจใช้เทคนิค HR-STM เพื่อระบุการปนเปื้อนในสารประกอบทางเภสัชกรรมโดยมีจุดประสงค์เพื่อทำให้บริสุทธิ์ขึ้นในอนาคต พวกเขากล่าว เมื่อพวกเขากำหนดตำแหน่งของอะตอมและประเภทของพันธะระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุล 3,9-Br 2 PXX แล้ว และเพื่อนร่วมงานก็สามารถระบุได้ว่า
กลุ่มการทำงานใดของโมเลกุลหนึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลอื่น พวกเขายังสามารถเห็นได้ว่าโมเลกุลอยู่ห่างกันแค่ไหนและส่วนประกอบของซูปราโมเลคิวลาร์นั้นสัมพันธ์กันอย่างไร อธิบายว่า การค้นพบหลักคือหลุมซิกมาที่เป็นบวกของอะตอม Br ของโมเลกุลหนึ่งหันหน้าตรงไปยังอะตอม O
ที่เป็นลบ
ของโมเลกุลที่อยู่ติดกัน และอะตอมที่ไม่มีพันธะโควาเลนต์ทั้งสองนี้จะถูกแยกออกจากกันด้วยระยะทางที่เล็กกว่า ผลรวมของรัศมีแวนเดอร์วาลส์ของอะตอมแต่ละอะตอม (ซึ่งเป็นการวัดขนาดของอะตอมที่ไม่มีพันธะไอออนิกหรือโควาเลนต์)“การสังเกตทั้งสองนี้ตรงกับคำจำกัดความ
ของพันธะฮาโลเจนที่กำหนด“ข้อมูลโครงสร้างที่เราได้รับจากการถ่ายภาพระดับโมเลกุลที่มีความละเอียดสูงของเรายังช่วยให้เราสามารถคำนวณ (ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น) ได้หลายอย่าง ซึ่งเผยให้เห็นคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์จำนวนหนึ่งที่ IUPAC ยอมรับในการระบุเพิ่มเติม
ลักษณะของพันธะฮาโลเจน”การศึกษาขั้นพื้นฐานมากในขณะที่การศึกษาขั้นพื้นฐานมาก นักวิจัยหวังว่ามันจะมีประโยชน์สำหรับการทำงานในอนาคตเกี่ยวกับการทำความเข้าใจ (ชีวภาพ) การจดจำระดับโมเลกุล และการออกแบบวัสดุใหม่โดยใช้ประโยชน์จากปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่ไม่ธรรมดา
และเพื่อคลี่คลายความสัมพันธ์ระหว่างพันธะฮาโลเจนและไฮโดรเจนเมื่อประกอบโมเลกุลขนาดเล็กสำหรับ การใช้งานทางชีวเคมีและวัสดุ“เป้าหมายระยะยาวคือการนำสิ่งที่ปัจจุบันยังคงเป็นเทคนิคการทดลองเฉพาะกลุ่ม พัฒนาและใช้ในพื้นที่การวิจัยที่ค่อนข้างจำกัดของวิทยาศาสตร์พื้นผิวและนาโน
และเปลี่ยนให้เป็นกระบวนทัศน์ใหม่ที่อาจเปลี่ยนกระบวนทัศน์ เครื่องมือวิเคราะห์สำหรับสาขาเคมีสังเคราะห์และชีวภาพที่กว้างขึ้น วัสดุศาสตร์ และการพัฒนาเภสัชกรรม” พวกเขากล่าว
จริง ๆ แล้วเมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าพันธะฮาโลเจนมีบทบาทสำคัญในโครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่
(เดิมอยู่ที่คาร์ดิฟฟ์ ปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยเวียนนาในออสเตรีย) ล้วนแต่มีพื้นเพมาจากอิตาลี “นี่เป็นข้อพิสูจน์โดยตรงถึงภาวะสมองไหลอย่างมีนัยสำคัญที่อิตาลีประสบในช่วง 10-20 ปีที่ผ่านมา และน่าเสียดายที่วันนี้รุนแรงกว่าที่เคย” เขากล่าวทางชีวภาพและในการพับโครงสร้างโปรตีนลิแกนด์และดีเอ็นเอ
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
