XFEL ها کریستالوگرافی مولکولی کوچک را بدون کریستال ممکن می سازند | پژوهش

اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در reddit
اشتراک گذاری در email
امتیاز دهید

*****توجه : ممکن است در ترجمه مشکلاتی وجود داشته باشد *****

یک تکنیک جدید کریستالوگرافی اشعه ایکس می‌تواند ساختار بسیاری از موادی را که کریستال‌های منفرد و منظمی را تشکیل نمی‌دهند، بهتر روشن کند. روش توسعه یافته توسط یک همکاری تحقیقاتی بزرگ و چند نهادی می تواند به بررسی ساختار ترکیباتی مانند جاذب های خورشیدی و چارچوب های فلزی-آلی کمک کند.

این روش جدید که کریستالوگرافی پرتو ایکس سریال فمتوثانیه ای با مولکول کوچک (smSFX) نام دارد، پرتوهای پرتو ایکس بسیار قدرتمندتر، متمرکز و با سرعت بالاتر را نسبت به سایر منابع اشعه ایکس برای کریستالوگرافی به ارمغان می آورد. برای تکمیل کل فرآیند، از پالس اشعه ایکس تا تصویر پراش، تنها چند کوادریلیوم ثانیه طول می کشد.

تصویری که XFEL را نشان می دهد

قبل از اینکه بتوان از کریستالوگرافی برای ترسیم چگالی الکترون ها در یک مولکول بر اساس نحوه پراش اشعه ایکس استفاده کرد، معمولاً به یک کریستال بزرگ با طول حدود 0.1 میلی متر نیاز است. اما smSFX کریستالوگرافی سنتی را با افزودن الگوریتم‌های پردازش تصویر سفارشی و لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس (XFEL) تقویت می‌کند، که به دانشمندان اجازه می‌دهد از کریستال‌هایی تقریباً 10 تا 100 برابر کوچک‌تر از کریستال‌های مورد استفاده در آزمایش‌های تک کریستالی معمولی استفاده کنند. ، یک کریستالوگراف محاسباتی در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (LBNL) که اولین نویسنده مقاله است. او می‌گوید: «این بدان معناست که بسیاری از نمونه‌ها که قبلاً خیلی کوچک بودند، اکنون برای کریستالوگرافی قابل استفاده هستند.

این آزمایش‌ها در مرکز شتاب‌دهنده خطی استنفورد، منبع نور منسجم Linac XFEL در کالیفرنیا، و در اسپرینگ-8 Angstrom Compact Free Electron Laser XFEL در ژاپن انجام شد.

کریستالوگرافی فمتوثانیه ای سریالی تاکنون فقط برای پروتئین ها استفاده شده است و نه روی مولکول های کوچک. قبل از اینکه تیم تحقیقاتی بتواند SFX را روی مولکول های کوچک اعمال کند، باید چندین عارضه برطرف می شد. مهمترین آنها این است که در حالی که کریستال یک مولکول بزرگ یک الگوی پراش بزرگ ایجاد می کند که شامل صدها نقطه است که تفسیر آن را آسان می کند، یک کریستال مولکولی کوچک فقط چند نقطه پراش ایجاد می کند و یک الگوی پراکنده ایجاد می کند که نتیجه گیری کریستال را دشوار می کند. گرایش.

حتما بخوانید :
تغییرات ویزای ایالات متحده با هدف جذب و حفظ دانشجویان خارجی خارجی | اخبار

اینجاست که کار یکی از نویسندگان مقاله، کریستالوگراف محاسباتی آرون بروستر از LBNL، به کار آمد. در سال 2015، او مقاله‌ای منتشر کرد که الگوریتمی را برای بازیابی جهت‌های کریستالی از الگوهای پراش پراکنده نشان داد. مطالعه جدید نشان دهنده اولین باری است که این الگوریتم بر روی یک نمونه ناشناخته استفاده شده است.

ساختارهای جدید مشخص شد

پالی به یاد می آورد: «به منظور اعمال الگوریتم آرون… ابتدا باید سلول واحد کریستال را پیدا می کردیم، که مشکل دیگری است که قبلاً برای این مورد چالش برانگیز که در آن تصاویر پراش پراکنده و به صورت تصادفی جهت دار هستند، حل نشده است. این تیم روشی را برای تبدیل مجموعه داده سریال به یک الگوی پراش پودر با کیفیت بالا توسعه دادند که امکان تعیین سلول واحد را فراهم کرد.

پیلی می‌گوید: «همیشه واضح بود که باید بتوانید از SFX برای مولکول‌های کوچک استفاده کنید، اما چندین مانع عملی بسیار سخت وجود داشت، و در این مقاله ما راه‌های حل این مشکلات را نشان می‌دهیم.

فراتر از اثبات اصل برای smSFX، محققان توانستند از این تکنیک برای تعیین ساختار سه ترکیبی که پودرهای میکروکریستالی را تشکیل می‌دهند، از جمله دو ترکیبی که قبلاً شناسایی نشده بودند – تیورن (AgSPh) و تترن (AgTePh) استفاده کنند.

کاربردهای smSFX گسترده است. پیلی می‌گوید: اساساً smSFX باید گزینه‌ای برای هر شیمیدان یا دانشمند موادی باشد که نیاز به مطالعه کریستالوگرافی روی ترکیبی دارد که فقط میکروکریستال‌ها را تشکیل می‌دهد. او خاطرنشان می کند که ترکیبات زیادی با این توصیف مطابقت دارند و اکثر شیمیدانان مصنوعی این مشکل را در مقطعی تجربه کرده اند. زمانی که شیمیدانان بتوانند به راحتی ساختارهای کریستالی میکروبلورها را بدست آورند، انجام شیمی مصنوعی آسانتر خواهد بود.

نمایشی قدرتمند از مزایای XFEL

Elyse Schriber، دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه کانکتیکات، یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه که همچنین به LBNL وابسته است، گفت که کار جدید می تواند به اتصال نقاط بین ساختار ماده و عملکرد آن کمک کند. او افزود: «پس از بهبودهای بیشتر برای ساده‌سازی فرآیند smSFX، می‌توانیم برنامه‌هایی را برای ارائه این تکنیک به سایر محققان تصور کنیم.» “این نوع برنامه ها برای افزایش دسترسی به امکانات منبع نور، به ویژه برای دانشگاه ها و کالج های کوچکتر ضروری هستند.”

حتما بخوانید :
کدام یک از صادرکنندگان سال 97 مشمول معافیت مالیاتی شدند؟

آدام کراندر از دانشگاه ادینبورگ، بریتانیا، که در این تحقیق شرکت نداشت اما از اشعه ایکس برای مشاهده مرحله اولیه واکنش نور محور استفاده کرده است، تحت تأثیر این مطالعه قرار گرفته است. کیراندر می‌گوید: «این کار نشان‌دهنده‌ی قدرتمندی است از اینکه چگونه تحقیقات شیمی از تأسیسات جدید XFEL که در سرتاسر جهان ساخته و توسعه می‌شوند سود می‌برد – آزمایشی مانند این در یک سنکروترون امکان‌پذیر نبود». دنیای شیمی.

او اشاره می کند که تعیین ساختار مولکولی سنگ بنای شیمی مدرن است و اهمیت آن با رشد تصاعدی تعداد ساختارهای مولکولی در پایگاه داده هایی مانند پایگاه داده ساختاری کمبریج تاکید می شود. اما Kirrander همچنین خاطرنشان می کند که این موفقیت دشواری و چالش موجود در رشد کریستال های مولکولی با کیفیت کافی برای کریستالوگرافی را رد می کند.

او ادامه می‌دهد: «این مقاله آزمایش‌های ظریفی را گزارش می‌کند که نسخه‌ای از پراش پودر را نشان می‌دهد: نویسندگان از روشنایی شدید لیزرهای الکترون آزاد پرتو ایکس برای ثبت الگوهای پراش منفرد از هزاران ریزبلور، یک‌بار استفاده می‌کنند». با استفاده از الگوریتم‌های هوشمندانه برای مرتب‌سازی و نمایه‌سازی تصاویر پراش، آن‌ها می‌توانند مجموعه داده‌هایی با کیفیت بالا به دست آورند که بسیار فراتر از آن چیزی است که می‌توان در پراش پودر سنتی به دست آورد.

در ادامه، کراندر می‌گوید دیدن این که چگونه آزمایش‌هایی مانند این هندسه‌های غیرعادی‌تر و ترکیب‌های نادر مولکول‌ها را آشکار می‌کند، هیجان‌انگیز خواهد بود.

منبع : www.chemistryworld.com
2022-01-27 18:00:00

هیچ داده ای یافت نشد
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

کارشناسان فروش:

خانم سپهری

مدیر فروش

خانم شایگان

کارشناس فروش

خانم سعادت

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیغام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

2813 836 0910

3144 9501 031

5410 061 0912

3145 9501 031

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

خانم سپهری

مدیر فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

خانم شایگان

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

خانم سعادت

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

بیا ببین چه خبره اینجا

عضویت در خبرنامه هفتگی ما

مزایا عضویت :

  • جدید ترین مقالات و محصولات را در ایمیل خود به صورت هفتگی داشته باشید.
  • اخبار جشنواره و نمایشگاه های مربوطه را سریعتر از بقیه دریافت کنید.
  • مهم از همه فقط اینجا تخفیف محصولات را اعلام میکنیم
  • آخری هم با اجازه شما ماهی یک بار هم تبلیغ بفرستیم ( قول میدیم مزاحم نشیم و دست پر هم بیایم )
خبرنامه دکاموند شیمی

دانلود فقط با یک کلیک

با کلیک بر روی دانلود و اشتراک ، شما در خبرنامه مشتریان دکاموند شیمی مشترک خواهید شد.