ENGINEERINGNET.BE - Infraroodspectroscopie (IR) is een belangrijke methode voor de analyse van chemische verbindingen. Het helpt moleculen te identificeren op basis van karakteristieke molecuulgroepen, maar is over het algemeen niet gevoelig voor de grootte van moleculen.
Amsterdamse onderzoekers brengen daar verandering in met het principe van ‘diffusiegeordende spectroscopie’. Hierbij worden de in een monster aanwezige moleculen voorafgaand aan de spectrale analyse gescheiden op basis van hun diffusiegedrag.
IR-DOSY berust op het feit dat de diffusiesnelheid van een molecuul volledig wordt bepaald door de grootte: hoe groter het molecuul, hoe langzamer de diffusie.
De IR-DOSY-spectrometer combineert twee vloeistofstromen: de een van het te onderzoeken mengsel in een oplosmiddel, de ander van het zuivere oplosmiddel. Ze stromen boven elkaar in een monsterkamer, waarna de stroming wordt gestopt.
Vervolgens beginnen de moleculen van de opgeloste stof te diffunderen naar het gebied van het zuivere oplosmiddel, waarop de infraroodbundel is gericht. Als gevolg van de diffusie komen de diffunderende moleculen na verloop van tijd in de IR-bundel terecht, waar hun spectrum wordt geregistreerd.
Vanwege de verschillen in diffusiesnelheid registreert IR-DOSY de afzonderlijke IR-spectra op verschillende tijdstippen, afhankelijk van de grootte van de moleculen. Het resultaat is een tweedimensionaal spectrum met de IR-frequentie langs de ene as en de diffusieconstante, ofwel de grootte, langs de andere as.
IR-DOSY maakt het bijvoorbeeld mogelijk verschillende eiwitcomponenten die naast elkaar in een monster voorkomen, gelijktijdig te onderzoeken.
Een andere toepassing ligt in polymeren en plastic nanodeeltjes, waarbij monsters doorgaans veel verschillende moleculen van allerlei afmetingen bevatten. IR-DOSY zou ook kleine moleculen in farmaceutische producten kunnen detecteren, of kleine moleculen in bloedserum.
IR-DOSY is het resultaat van een samenwerking tussen het Institute of Physics en het Van ‘t Hoff Institute for Molecular Sciences. Momenteel wordt daar de methode verder ontwikkeld tot een praktisch instrument dat in elk laboratorium is te gebruiken voor analytische of diagnostische toepassingen.
