นักเคมีสามารถเฝ้าดูโครงสร้างของโมเลกุลในขณะที่พวกมันเปลี่ยนรูปร่างได้ เหมือนกับการถ่ายภาพหลายๆ เฟรมของม้าที่ควบม้า มุมมองใหม่เผยให้เห็นว่าเมื่อโมเลกุลบางตัวสลับไปมาระหว่างโครงสร้างที่แตกต่างกัน พวกมันทำน้อยกว่าที่คาดไว้ การค้นพบนี้อาจทำให้นักเคมีต้องทบทวนทฤษฎีของตน และนั่นอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับกระบวนการต่างๆ เช่น การพับตัวของโปรตีนนักเคมีสามารถเฝ้าดูโมเลกุล เช่น ไซโคลโพรเพน คาร์บอกซาลดีไฮด์ (แสดงไว้ที่นี่) สลับไปมาระหว่างสองรูปแบบ
ปัจจุบันนักเคมีสามารถสังเกตได้ว่าโมเลกุลต่างๆ เช่น ไซโคลโพรเพน คาร์บอกซาลดีไฮด์ (แสดงไว้ที่นี่) สลับไปมาระหว่างสองรูปแบบ
ปาเต/ม. ของเวอร์จิเนีย
Brooks Pate แห่งมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียในชาร์ลอตส์วิลล์ได้นำเครื่องมือเคมีที่ได้รับการยกย่องมาอย่างยาวนานที่เรียกว่าเครื่องสเปกโทรสโกปีแบบหมุนมาสู่ยุคดิจิทัล ตอนนี้ทีมของเขาสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโมเลกุลได้เร็วกว่าที่เคยทำได้ 100 ถึง 10,000 เท่า โดยสรุปแล้วเป็นการรวมหลายเฟรมเข้าด้วยกันในช็อตเดียว “ก่อนหน้านี้จะใช้เวลาสามถึงสี่เดือน” ในการรับข้อมูลในปริมาณที่ใกล้เคียงกัน Pate กล่าว “ตอนนี้คุณสามารถทำได้ในหนึ่งวัน”
“มันเป็นการออกแบบที่เก๋ไก๋มาก” จอห์น เพียร์สัน แห่งห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นของนาซา ในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าว
ทีมงานของ Pate ใช้เทคนิคใหม่นี้ในการดูโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กที่อะตอมของคาร์บอนยื่นออกมาเหมือนแขน ติดกับอะตอมของคาร์บอนอีกอันหนึ่ง การสั่นสะเทือนของโมเลกุลสามารถทำให้แขนสลับไปมาระหว่างตำแหน่งที่เสถียรที่แตกต่างกันสองตำแหน่ง นักวิจัยพบว่าโมเลกุลกระดิกแขนคาร์บอนประมาณ 1 หมื่นล้านครั้งต่อวินาที ซึ่งเร็วหนึ่งในสิบหกเท่าที่นักเคมีคาดการณ์ไว้ตามทฤษฎีที่มีอยู่ ผลลัพธ์ของทีมปรากฏใน May 16 Science
ทีมทำการทดลองซ้ำกับโมเลกุลที่ค่อนข้างเล็กอีกประมาณ 10 ชนิด
Pate กล่าว ผลลัพธ์ทั้งหมดไม่เห็นด้วยกับทฤษฎีที่แพร่หลายเกี่ยวกับวิธีที่การสั่นสะเทือนเคลื่อนผ่านโมเลกุลและทำให้มันเปลี่ยนรูปร่างหรือแตกออกเป็นชิ้นๆ
Terry Miller จาก OhioStateUniversity กล่าวว่าวิธีการคำนวณที่ใช้กันทั่วไปเพื่อให้ได้การทำนายเชิงทฤษฎีดังกล่าวอาจต้องมีการแก้ไขเพิ่มเติม แม้ว่าหลักการพื้นฐานของทฤษฎีอาจไม่ได้รับผลกระทบในท้ายที่สุด มิลเลอร์เขียนคำอธิบายประกอบเกี่ยวกับผลงานในScience ฉบับ เดียวกัน
“มีโมเลกุลเหล่านี้เกิดขึ้นอย่างชัดเจนมากกว่าที่เราเข้าใจ” เพียร์สันกล่าวเสริม ทฤษฎีที่แม่นยำยิ่งขึ้นจะทำให้เห็นปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น เมื่อโปรตีนพับตัว มันจะเปลี่ยนรูปร่างเมื่ออะตอมที่มีพันธะหมุนรอบกันและกัน
วิธีการใหม่นี้ยังสามารถชี้ให้เห็นถึงปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลทั้งที่เปลี่ยนรูปร่างและทำปฏิกิริยาทางเคมีได้ เช่น Pearson กล่าวว่า การยิงของดินปืน
วิธีการนี้ทำให้การวิเคราะห์ทางเคมีเป็นไปอย่างรวดเร็วและแม่นยำ เช่น สารเคมีอันตรายที่ใช้ในการโจมตีที่ไม่ธรรมดา Pate กล่าว มุมมองที่ใกล้ขึ้นของโมเลกุลยังสามารถช่วยให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ค้นพบโมเลกุลใหม่ในสื่อระหว่างดวงดาวโดยจับคู่ลายเซ็นการปล่อยคลื่นวิทยุของโมเลกุลเหล่านี้กับที่เห็นในห้องแล็บ
รักษาตัวเอง
ลุยเลย! คุณสมควรได้รับข่าววิทยาศาสตร์
ติดตาม
การทดลองเกิดขึ้นได้จากความก้าวหน้าล่าสุดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล Pate กล่าว “คุณนึกไม่ถึงว่าจะทำแบบนี้เมื่อ 10 ปีที่แล้ว”
ในสเปกโทรสโกปีแบบหมุน ลำแสงของโมเลกุลจะสัมผัสกับรังสีไมโครเวฟ ถ้าโมเลกุลเป็น “ขั้ว” ซึ่งหมายความว่ามีการกระจายประจุไฟฟ้าไม่เท่ากัน สนามไฟฟ้าของไมโครเวฟจะใช้แรงบิดกับพวกมัน ทำให้พวกมันหมุนช้าลงหรือเร็วขึ้น เมื่ออัตราการหมุนของโมเลกุลเปลี่ยนไป โมเลกุลจะปล่อยรังสีออกมาตามความถี่ที่เป็นลักษณะเฉพาะของโครงสร้างของโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โมเลกุลที่มีแขนยื่นออกมามีแนวโน้มที่จะหมุนด้วยความเร็วที่ช้ากว่า (และเพื่อแผ่รังสีความถี่ต่ำ) ออกมามากกว่าโมเลกุลที่มีแขน “หดกลับ” “มันคือปรากฏการณ์ของนักสเก็ตน้ำแข็ง” Pate กล่าว
ในอดีต นักวิจัยต้องดูการแผ่รังสีของโมเลกุลทีละความถี่ โดยการหมุนหน้าปัดวิทยุเป็นหลัก “มันเหมือนกับการปรับจูนเครื่องรับของคุณ” Pate กล่าว แต่ทีมของ Pate ใช้อุปกรณ์ดิจิทัลที่ช่วยให้พวกเขารับความถี่ทั้งหมดจากโมเลกุลทั้งหมดได้ในคราวเดียว
จากนั้นทีมสามารถมองดูโมเลกุลในขณะที่พวกมันเปลี่ยนรูปร่าง ซึ่งเป็นกระบวนการที่โมเลกุลต้องผ่านขั้นตอนขั้นกลางหลายขั้น ปล่อยรังสีออกมาที่ความถี่เฉพาะสำหรับแต่ละขั้นตอน
Pate กล่าวว่าการปรับแต่งเพิ่มเติมจะช่วยให้นักวิจัยสามารถติดตามปฏิกิริยาเคมีประเภทอื่นๆ ที่เกิดขึ้นได้ เช่น โมเลกุลแตกตัว ตัวอย่างเช่น พวกเขาสามารถปะทะกับโมเลกุลด้วยเลเซอร์และจับเวลาว่าความยาวของพันธะเปลี่ยนแปลงเร็วแค่ไหนก่อนที่มันจะแตก
Credit : patrickgodschalk.com
viagraonlinesenzaricetta.net
sandpointcommunityradio.com
citizenscityhall.com
olkultur.com
arcclinicalservices.org
kleinerhase.com
realitykings4u.com
mobarawalker.com
getyourgamefeeton.com
