微電子衍射 (MicroED) 技術可快速測定小分子結構

微電子衍射 (MicroED) 技術可快速測定小分子結構

　　加州大學洛杉磯分校和加州理工學院的合作研究團隊宣稱，他們已經成功開發出一種革命性的新技術，能夠利用基於冷凍電鏡的微電子衍射 (MicroED) 技術，在短短30分鍾內獲得小分子化合物的結構。　

在過去幾十年，人們已經開發出核磁共振及其他強大的光譜技術來鑒定小分析的結構。不過，小分子的絕對立體結構的明確測定需要X射線和/或中子衍射研究。在此項結構分析實踐過程中，需要花大量時間培養鹽粒大小的單晶體。由於這種單晶體和技術的固有限製，X射線晶體學很少應用於常規的有機化學分析。

為此，加州理工學院的化學係教授Brian Stoltz及其合作者利用基於冷凍電鏡 (CryoEM) 的微電子衍射 (MicroED) 技術，快速可靠地測定有機小分子的結構。這種技術能夠在數分鍾內產生原子分辨率的晶體結構。

根據他們2018年10月發表在《ACS Central Science》的一項研究，這種新技術卻不同，可以使用普通的起始樣品，有時甚至是從燒杯側麵刮下的粉末，所需的準備時間遠遠少於預期。

MicroED在小分子樣品上表現良好的原因是，盡管樣品看起來可能是簡單的粉末，但它們實際上含有微小的晶體，每個晶體比一粒塵埃大約小十億倍。以前，人們並沒有意識到，這些隱秘而微小的晶體在粉末樣品普遍存在，研究人員也沒有意識到可以使用MicroED技術輕鬆揭示這些晶體的分子結構。

Stoltz表示：“我們采用了最少量的樣品，卻獲得了最優質的結構。當我第一次看到這些結果時，我吃驚得下巴都快掉了。”

對於那些希望確定小分子結構的化學家而言，這些結果有重要意義。這些小分子包括自然界中發現的天然化學物質，生化物質 (如激素，生物合成分子)，合成中間體，治療藥物，等。MicroED結構分析技術有望廣泛應用在新化合物發現、藥物鑒定，犯罪實驗室分析、醫學檢測等領域。

加州理工學院的化學係教授Robert Grubbs認為：“在合成新分子的過程中，最慢的一步是確定產物的結構。這種情況可能不再有，因為該技術有望徹底改變有機化學。” Grubbs教授是2005年的諾貝爾化學獎獲得者，他本人沒有參與這項研究。

原文：The CryoEM Method MicroED as a Powerful Tool for Small Molecule Structure Determination.

ACS Cent. Sci., Article ASAP DOI: 10.1021/acscentsci.8b00760

 

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• 謝謝科普 -雪晶- ♀ (0 bytes) () 12/22/2018 postreply 15:15:21