Oulun yliopistossa on kehitetty ultranopea NMR-menetelmä, jolla molekyylien vaihdon havaitsemista voidaan nopeuttaa jopa 10 000-kertaisesti.
Molekyylien vaihtoilmiöitä voidaan tutkia diffuusiovaihtospektroskopian (dexsy) avulla. Menetelmä perustuu siihen, että molekyylin vaihtaessa ympäristöään sen lämpöliikkeen suuruutta kuvaava diffuusiokerroin muuttuu.
Perinteinen dexsy-koe on hyvin hidas, koska moniulotteisen datan jokainen piste pitää kerätä erillisellä mittauksella.
Oulun yliopiston NMR-yksikön tutkijoiden rakentamassa uudessa dexsy-kokeessa koko data kerätään yhdellä mittauksella. Se onnistuu datan avaruudelliseen koodauksen avulla.
Professori Ville-Veikko Telkin johtama tutkijaryhmä julkaisi menetelmän Nature Communication -lehdessä.
Käyttöä ilmakehätutkimuksessa
Uutta menetelmää on jo hyödyntänyt Oulun yliopiston nano- ja molekyylisysteemien tutkimusyksikkö.
Sen tutkijat paneutuivat ilmakehän aerosolien koostumukseen. He havaitsivat, että aerosolien pinta-aktiiviset aineet muodostavat nanovesikkelejä, jotka koteloivat vesimolekyyleja.
Menetelmän avulla he pystyivät määrittämään, kuinka nopeasti vesimolekyylit siirtyvät vesikkeleiden sisältä niiden ulkopuolelle.
Pinta-aktiivisten aineiden muodostamilla rakenteilla voi olla merkittävä vaikutus pilvipisaroiden pintajännitykseen ja sitä kautta ilmastomalleihin.
Molekyylien vaihto keskeinen ilmiö
Molekyylien vaihto erilaisten fysikaalisten tai kemiallisten ympäristöjen välillä on isossa roolissa monissa tärkeissä prosesseissa, kuten hengityksessä, proteiinien laskostumisessa, kemiallisissa reaktioissa ja katalyysissa.
NMR eli ydinmagneettinen resonanssispektroskopia on monipuolisimpia spektroskooppisia menetelmiä. NMR-spektrit ovat ikään kuin molekyylien sormenjälkiä.
NMR-menetelmä tarjoaa yksityiskohtaista tietoa molekyylien liikkeestä ja niiden paikoista. Sen tunnetuin sovellus on lääketieteen magneettikuvaus.
(Kuva) NMR-tutkimuslaitteisto Oulun yliopistossa.
Lue myös:
