شیمی‌دان‌ها یک روش طیف‌سنجی مادون قرمز (IR) جدید ابداع کرده‌اند که با به‌دام انداختن یون‌های مولکولی درون حباب‌های نانومقیاس هلیوم منجمد، آنها را آنالیز می‌کند.
آنالیز یون‌های مولکولی درون قطرات هلیوم منجمد
شیمی‌دان‌ها یک روش طیف‌سنجی مادون قرمز (IR) جدید ابداع کرده‌اند که با به‌دام انداختن یون‌های مولکولی درون حباب‌های نانومقیاس هلیوم منجمد، آنها را آنالیز می‌کند. در این روش ارتعاشات و چرخش‌های مولکولی کند شده و بدین ترتیب اطلاعات مفیدی درباره یون های زیست‌مولکولی مهم به دست می‌آید.
در طیف‌سنجی IR اشعه مادون قرمز از یک ماده عبور داده شده و مقدار انرژی جذب شده در هر طول موج اندازه‌گیری می‌شود. پیوندهای شیمیایی در فرکانس‌های خاصی ارتعاش می‌کنند، بنابراین می‌توان با این روش پیوندهای کوالانسی خاص را شناسایی کرد.
مارسل درابلز که رهبری این پروژه را در موسسه فناوری فدرال سوئیس بر عهده دارد، می‌گوید: « در دمای عادی تعداد جذب‌ها آنقدر بالاست که امکان به دست آوردن اطلاعات دقیق وجود ندارد. ما برای حل این مشکل مولکول‌ها را درون حباب‌های هلیوم منجم در دمای K4/0 قرار داریم تا تمام ارتعاشات را متوقف کنیم».
در این دمای نزدیک به صفر مطلق، مولکول‌ها نمی‌توانند ارتعاش کرده و یا بچرخند. در این حالت می‌توان از نور ماورای بنفش برای یونیزه کردن مولکول‌ها بهره برده و سپس با استفاده از نور مادون قرمز آنها را تحریک کرده و دوباره وادار به ارتعاش نمود. درابلز می‌افزاید: «این روش موجب ایجاد یک طیف بسیار ساده و تمیز می‌شود که حاوی اطلاعات ساختاری مفیدی است».
این گروه پژوهشی با استفاده از این روش جدید، طیف جذبی یون‌های آنیلین را ضبط نموده و مشاهده کردند که حساسیت این روش صد برابر بیشتر از روش‌‌های دیگر است.
درابلز اشاره می‌کند که با وجود ساده بودن این روش، تجاری‌سازی آن آسان نخواهد بود. یکی از مشکلات این روش این است که سوزن به‌کار رفته برای ایجاد قطرات هلیوم بسیار کوچک است (حدود ۵ میکرومتر) و حتی یک ذره کوچک می‌تواند آن را مسدود کند. بنابراین به اتصالات و منبع گازی بسیار تمیزی نیاز است.
علاوه بر بررسی شکل یونی مولکول‌های زیستی مهم، می‌توان خوشه‌های بزرگ یا توده‌ها را نیز با این روش مطالعه کرد. از آنجایی که در دمای بسیار پایین و نزدیک به صفر مطلق پدیده ابررسانایی مشاهده می‌شود، محققان امیدوارند بتوانند از این ابزار جدید برای مطالعه این پدیده نیز استفاده کنند.
کلوین لومان، متخصص طیف‌سنجی در دانشگاه ویرجینیا می‌گوید: «نتایج به دست آمده بسیار جالب بوده و راه جدیدی برای طیف‌سنجی مولکول‌های پیچیده به روی محققان باز می‌کند. طیف‌سنجی مولکول‌های زیستی در دمای پایین یک عرصه رو به رشد است و این راهکار جدید طیف‌هایی با کیفیت و تفکیک‌پذیری بالا تولید می‌کند».
جزئیات این کار در مجله Journal of American Chemical Society منتشر شده است.
