UNA NUEVA T√ČCNICA DE CARACTERIZACI√ďN QUE SUPERA LOS PROBLEMAS DE LA DIFRACCI√ďN DE RAYOS X¬†

La caracterizaci√≥n estructural es una herramienta esencial para la qu√≠mica. A los estudiantes en los niveles elementales se les ense√Īan las reacciones, pero no se profundiza en dar a conocer t√©cnicas de an√°lisis. Sin embargo, el estudio de la estructura es esencial para saber si una reacci√≥n fue exitosa, pero tambi√©n, para descubrir qu√© compuestos se forman de manera inesperada. No solo es interesante conocer la f√≥rmula molecular, tambi√©n la estructura es clave para comprender las propiedades de un compuesto qu√≠mico. Con esta informaci√≥n, pueden dise√Īarse las aplicaciones de un compuesto o una mezcla de los mismos.

Las t√©cnicas de caracterizaci√≥n han evolucionado mucho a lo largo de los a√Īos. Al principio, los compuestos se caracterizaban por su punto de fusi√≥n pues es muy poco frecuente que dos sustancias puras se fundan exactamente al a misma temperatura. Esta medida permit√≠a evaluar la pureza y diferenciar compuestos. Con el paso de los a√Īos, se desarroll√≥ la espectroscopia en sus distintas ramas y t√©cnicas como la polarimetr√≠a. En los √ļltimos a√Īos, la resonancia magn√©tica nuclear y la espectrometr√≠a de masas han supuesto un gran avance para la qu√≠mica sint√©tica. No obstante, todas estas t√©cnicas se basan en conocer la conectividad y propiedades del entorno de los √°tomos. La √ļnica t√©cnica que permite conocer al 100 % la estructura de una mol√©cula es la difracci√≥n de Rayos X.

Esta ‚Äúradiograf√≠a‚ÄĚ permite crear una imagen tridimensional exacta de la disposici√≥n de los √°tomos pero cuenta con algunos inconvenientes ya que la obtenci√≥n de muestras aptas para la difracci√≥n es un proceso muy tedioso que requiere obtener compuestos qu√≠micos de alta pureza y conseguir que estos formen cristales con las dimensiones adecuadas.

Estas limitaciones podr√≠an superarse en lo que ser√≠a una revoluci√≥n en las t√©cnicas de caracterizaci√≥n si el descubrimiento realizado por cient√≠ficos de Universidad de California acaba por funcionar en m√°s casos de aplicaci√≥n. La innovadora t√©cnica se conoce con el nombre de microED ‚Äďmicroelectron difraction- y es un tipo de Cryo-EM ‚Äďmicroscop√≠a electr√≥nica donde las muestras se enfr√≠an a temperaturas criog√©nicas ‚Äďpor debajo de los 150 ňöC-. La principal ventaja con respecto a la difracci√≥n de Rayos X convencional es que no es necesario obtener cristales, de esta forma un compuesto en fase s√≥lida puede ser analizado. Adem√°s, la cantidad necesaria es muy peque√Īa.

Los resultados de esta t√©cnica son prometedores, hasta parece funcionar con mezclas o sustancias impuras. Todav√≠a existen limitaciones, los autores solamente han analizado una serie de mol√©culas de las cuales ninguna ten√≠a √°tomos pesados. Los metales son √°tomos con una estructura muy compleja, si les compara con los √°tomos estudiados en qu√≠mica org√°nica. Al poseer en su estructura una gran cantidad de electrones su an√°lisis con este tipo de t√©cnicas suele ser m√°s complicado. ¬ŅFuncionar√° esta t√©cnica con compuestos met√°licos?

Pese a que los medios de comunicaci√≥n no se hicieron eco de este descubrimiento ‚Äďexcepto una m√≠nima menci√≥n-, esta t√©cnica puede ser un gran salto evolutivo en el mundo de la qu√≠mica. La caracterizaci√≥n de los compuestos es una herramienta imprescindible para comprender las sustancias que se obtienen tanto a nivel laboratorio como industrial. Aplicaciones como la industria farmac√©utica, los materiales o incluso la industria alimentaria necesitan m√©todos como estos no solo para ampliar su conocimiento, sino tambi√©n para su trabajo diario.

Link al artículo original:

https://chemrxiv.org/articles/The_CryoEM_Method_MicroED_as_a_Powerful_Tool_for_Small_Molecule_Structure_Determination/7215332

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