پژوهشگران از میکروسکوپ نیروی اتمی برای بدست آوردن تصاویر مولکولی واضحی استفاده کرده‌اند که به تعیین ساختار اتمی واقعی مولکول‌های آلی ناشناخته کمک می‌کنند. آنها می‌گویند که این رهیافت می‌تواند در شناخت ساختارهای مواد طبیعی که سایر روش‌ها مانند طیف‌سنجی NMR از آن عاجز هستند، به‌کار گرفته شود.
تصاویر لحظه‌ای از ساختارهای مولکولی اسرارآمیز
پژوهشگران از میکروسکوپ نیروی اتمی برای بدست آوردن تصاویر مولکولی واضحی استفاده کرده‌اند که به تعیین ساختار اتمی واقعی مولکول‌های آلی ناشناخته کمک می‌کنند. آنها می‌گویند که این رهیافت می‌تواند در شناخت ساختارهای مواد طبیعی که سایر روش‌ها مانند طیف‌سنجی NMR از آن عاجز هستند، به‌کار گرفته شود.
لئو گراس و همکارانش از مرکز تحقیقاتی IBM در زوریخ، از یک میکروسکوپ نیروی اتمی غیرتماسی (NC-AFM) برای حل مسئله مربوط به ساختار سفالاندول (Cephalandole A)A، یک متابولیت معروف که از باکتری درماکوکوس آبایسی (Dermacoccus abyssi)) استخراج می‌شود، استفاده کردند.
این تکنیک AFM نشان داد که این گروه توانسته است ساختار صحیح سفالاندول A را شناسایی کند.
NC-AFM اندازه‌گیرهای خود را از طریق نیروی اتمی وارد بر یک نوک تیز اتمی که به یک فنر ارتعاشی متصل است، انجام می‌دهد. هنگامی که این نوک به یک مولکول سطحی نزدیک می‌شود از حالت تنظیم خارج می‌شود و فرکانس تشدیدی آن اندکی تغییر می‌کند. این تغییر می‌تواند ثبت شود. هر اتم در داخل مولکول یک تغییر فرکانس تشدیدی متفاوت ایجاد می‌کند و این تفاوت به صورت نواحی روشن و تاریک در تصویر ظاهر می‌گردد. برای جلوگیری از فرورفتن نوک AFM در داخل مولکول‌ها، یک مولکول منفرد مونوکسید کربن به این نوک چسبانده می‌شود. این کار حتی می‌تواند وضوح تصاویر را به‌صورت رویایی بهبود بخشد.
بنا به توضیحات این محققان، آنها توانستند با استفاده از طیف‌سنجی جرمی فرمول مولکولی سفالاندول A را شناسایی کند. آنها می‌گویند که با این‌حال، وقتی ما سعی کردیم تا زیرساختارهای مختلف بدست آمده از مطالعات NMR را به‌صورت یکپارچه درآوریم متوجه شدیم که چهار ساختار کاری متفاوت وجود دارد و با وضعیتی مواجه شدیم که NMR قادر به ارائه جواب روشن نبود.
سال گذشته گروه گراس این تکنیک را با تصویربرداری از تمامی اتم‌های پنتاسن، یک مولکول تخت کاملاً متقارن که فقط شامل اتم‌های هیدرژن و کربن است، به نمایش گذاشتند. گراس توضیح می‌دهد که سفالاندول A شامل اتم‌های کربن، هیدرژن، اکسیژن و نیترژن است و فاقد صفحات تقارنی است و همین امر تعیین ساختار آن را پیچیده‌تر می‌کند. او می‌گوید: “در حقیقت این اولین باری بود که با مولکولی کار کردیم که هیچ شناختی از آن نداشتیم و توانستیم ساختار آنرا با AFM شناسایی کنیم.”
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Chemistry منتشر شده است.
