新的实验方法IR-DOSY揭示了分子的结构和大小

阿姆斯特丹大学的研究人员开发了一种新的红外光谱方法，可以同时表征分子的结构和大小。这种方法被称为红外扩散有序光谱法(IR- dosy)，它能很好地将不同大小的分子分离成不同的红外峰。在一篇刚刚被Angewandte Chemie接受的论文中，研究人员报告了IR-DOSY，他们预见了在蛋白质、聚合物、制药和生物医学等不同领域的分析应用。他们目前正在开发一个第一版的实用化学探针，实现了红外多剂量分析的概念。

　　

   

   

图:丙酮和dialanine混合物的IR- dosy光谱，显示了哪个IR峰属于哪个化合物    

阿姆斯特丹大学的研究人员开发了一种新的红外光谱方法，可以同时表征分子的结构和大小。这种方法被称为红外扩散有序光谱法(IR- dosy)，它能很好地将不同大小的分子分离成不同的红外峰。在一篇刚刚被《应用化学》在美国，研究人员预见了蛋白质、聚合物、制药和生物医学等不同领域的分析应用。他们目前正在开发一个第一版的实用化学探针，实现了红外多剂量分析的概念。  

红外光谱是分析化合物的重要手段。它有助于根据分子的官能团和空间构象来识别分子。一般来说，红外光谱是不灵敏的大小的分子。受到核磁共振光谱学中已经存在的方法的启发，阿姆斯特丹的研究人员现在应用的原理扩散下令光谱学红外光谱。在这里，存在于样品中的分子在光谱分析之前根据它们的扩散行为被分离。IR-DOSY依赖于这样一个事实:分子的扩散完全由其大小决定——这一概念最初是由阿尔伯特·爱因斯坦在1905年关于微观粒子布朗运动的经典论文中提出的。

IR-DOSY光谱仪使用一种简单而有效的流动方法，将混合物和纯溶剂运输到样品室，创造了溶质分子的空间非均匀分布。停止流动后，溶质分子开始扩散到纯溶剂区域，其扩散速率取决于它们的扩散系数。红外吸收是在腔室中最初只有溶剂的位置测量的。随着时间的推移，扩散的溶质分子开始出现在红外光谱中。通过这种方式，根据分子的大小，在不同的时间点记录所有类型的分子的红外光谱。因此，IR- dosy产生了一个二维光谱，其红外频率沿一个轴，扩散常数(或等效大小)沿另一个轴。

蛋白质、聚合物和纳米颗粒

在他们的Angewandte论文中，研究人员认为，尽管IR-DOSY的分离能力低于典型的色谱方法，但它的优势是不需要预先了解样品中存在的化合物的化学结构。通过添加电泳装置来主动分离样品溶液中的物种，甚至可以提高分离力。

在这篇论文中提出的应用是蛋白质聚集物和原纤维的分析。在这里，IR-DOSY可以同时研究单体、低聚物和纤维，它们通常共存于样品中。聚合物和塑料纳米颗粒构成了另一个有趣的研究领域，因为样品通常包含许多不同大小的不同分子。IR-DOSY的尺寸选择性和结构敏感性也可使其在制药和生物医学领域发挥作用。例如，它有潜力检测药品中微量的小分子。

例如，在生物医学领域，它可用于检测和结构表征人血清中的低分子量物种。在所有情况下，IR-DOSY分析提供了有价值的信息，关于分子或分子聚集体的大小或大小分布在样品中。

一个实际的调查

IR-DOSY方法是由该大学物理研究所和Van ' t Hoff分子科学研究所共同开发的。在后者，Sander Woutersen教授和Giulia Giubertoni博士与Saer Samanipour博士合作，将该方法进一步发展为一种具有成本效益的设备，可被来自不同学科的研究人员在任何实验室作为分析或诊断工具使用。为此，他们最近被荷兰研究委员会NWO授予了16万欧元的“演示补助金”。该探测器的开发是与该大学的技术中心、技术转让办公室IXA和演示实验室科学园合作的共同努力。