Raccolta dati di diffrazione ed estrazione avanzata dell'intensità diffratta. (A) Scansione del cristallo durante la raccolta dei dati. Gli spostamenti del raggio e del cristallo sono indicati da frecce bianche. (B) Grafico dei profili della curva di oscillazione dei dati sperimentali di diffrazione elettronica di precessione raccolti su uno dei quattro cristalli utilizzati per la determinazione dei parametri del profilo della curva di oscillazione. La curva blu più bassa è la curva di oscillazione media nell'intervallo da 0,2 a 0,3 −1 e la curva blu più alta è la curva oscillante media nell'intervallo da 0,9 a 1,0 −1 . L'angolo di precessione è 0,65°. Le curve rosse corrispondono ai profili della curva a dondolo montati con il FWHM della funzione di interferenza pari a 0,0005 Å −1 e una mosaicità apparente di 0,08°. (C) Confronto dell'integrazione dell'intensità in caso di campionamento sparso dello spazio reciproco. I punti sperimentali (blu) sono dotati di profilo a curva oscillante (linea rossa) e l'intensità risultante corrisponde all'area rossa. L'area blu corrisponde all'area sotto i punti sperimentali. Credito: Scienza (2019). DOI:10.1126/science.aaw2560
Un team di ricercatori di diverse istituzioni della Repubblica Ceca ha sviluppato un modo per determinare la stereochimica assoluta (configurazione spaziale 3-D) di piccoli, molecole organiche. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive la loro nuova tecnica e come ha funzionato. Hongyi Xu e Xiaodong Zou con l'Università di Stoccolma, hanno pubblicato un pezzo di Prospettiva sul lavoro svolto dal team nello stesso numero della rivista.
Come notano i ricercatori, l'attuale metodo per determinare la configurazione assoluta di molecole che hanno centri chirali viene effettuato tramite cristallografia a raggi X. La misurazione si basa sull'osservazione di come i raggi X sparati contro le molecole rimbalzano. Sfortunatamente, questo metodo funziona solo su strutture cristalline relativamente grandi. Gli sforzi per utilizzare una tecnica simile su cristalli più piccoli basati sulla diffrazione elettronica sono stati inferiori alle aspettative a causa della natura fragile del bersaglio:i nanocristalli vengono distrutti dall'energia nei fasci di elettroni. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per superare questo problema, che ha permesso loro di determinare per la prima volta la stereochimica di cristalli molto piccoli. Questo è un grosso problema, Xu e Zou notano, perché la FDA degli Stati Uniti e l'Agenzia europea per i medicinali richiedono informazioni di configurazione assoluta per un potenziale nuovo farmaco prima che possa essere approvato. Questo requisito ha frenato la creazione e la vendita di farmaci a base di nanocristalli, poiché le aziende farmaceutiche non avevano modo di soddisfare il requisito.
Per superare il problema dei fasci di elettroni che distruggono i nanocristalli prima che la loro stereochimica possa essere registrata, i ricercatori hanno semplicemente utilizzato più raggi, quattro di essi. Li hanno sparati tutti in una volta in diverse parti del nanocristallo e hanno registrato informazioni sulla diffrazione avvenuta prima che il nanocristallo venisse distrutto.
Xu e Zou notano che i raggi X si diffondono solo una volta quando vengono utilizzati per determinare la configurazione di una molecola, con la diffrazione elettronica, gli elettroni si disperdono più volte, e mentre lo fanno, le intensità delle loro diffrazioni cambiano:i sensori che leggono tali cambiamenti sono in grado di misurare tali effetti di diffrazione dinamica. Il risultato fu una descrizione della stereochimica assoluta di una data molecola. Xu e Zou suggeriscono che è probabile che la nuova tecnica apra la porta allo sviluppo di nuovi materiali utilizzati nella progettazione di farmaci.
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