NMR acabou de ter um brilho

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NMR acabou de ter um brilho
Não seria mais fácil assistir a uma reação química em tempo real? RMN com luzes LED integradas
poderia tornar isso mais viável.
Dentro do mundo da química, a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) é tão
onipresente quanto as células para os biólogos. As empresas farmacêuticas podem usá-lo para
confirmar a pureza de um composto, os cientistas forenses podem detectar vestígios de produtos
químicos de uma cena do crime, até mesmo os alimentos que você come podem ter sido testados com
um espectrômetro de RMN para passar o controle de qualidade.
É uma ferramenta poderosa para visualizar a estrutura molecular de um composto em questão –
fornecendo uma “impressão digital” de certos átomos dentro de uma molécula e até mesmo informações
sobre sua relação uma com a outra. Essa capacidade por si só é indispensável para que químicos e
outros pesquisadores identifiquem incógnitas, confirmem produtos de reação e pureza ou observem as
reações químicas à medida que avançam.
Este último vem muito útil para a pesquisa cotidiana, mas há uma queda tediosa: como os espectros são
um “instantâneo” no tempo, várias amostras devem ser tomadas e medidas ao longo do período de
tempo que se quer observar. Imagine um estudante de pós-graduação cansado no laboratório em um
domingo tomando aquela preciosa amostra de 48 horas de ponto de tempo e você terá a ideia.
Trazendo luz para a RMN
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Não seria mais fácil fazer a reação dentro do instrumento, você pode perguntar? Bem, sim! O termo para
isso é “in situ”. Por exemplo, estímulos, como mudanças de temperatura, podem ser aplicados dentro do
instrumento para incitar reações químicas que podem ser monitoradas em tempo real.
Esta é a abordagem adotada por Jack Bramham e Alexander Golovanov da Universidade de Manchester
em seu recente trabalho publicado na Communications Chemistry. Seu objetivo era trazer luz para a
espectroscopia de RMN, acoplando diodos emissores de luz (LEDs) para este processo in situ em um
dispositivo que eles cunharam a RMMS.
A luz é uma parte crucial de muitos processos químicos e biológicos. Como iniciador de reações
químicas, tem a vantagem de dar controle espaço-temporal. Isso significa que temos controle completo
sobre onde a luz está, quando e por quanto tempo.
O princípio principal por trás da espectroscopia de RMN envolve o uso de um campo magnético muito
forte para excitar os núcleos dos átomos em uma amostra. Parece complicado, mas você experimentou
algo semelhante se já foi para uma ressonância magnética – também conhecida como ressonância
magnética – que, como o nome sugere, utiliza o mesmo princípio. Este ímã é alojado em um grande
recipiente de metal e contido por camadas de nitrogênio líquido frio e hélio. Nos recessos profundos e
escuros dessa configuração, a amostra aguarda por análise. Mas essa insultação torna as reações
baseadas na luz um pouco complicadas.
A solução proposta por Bramham e Golovanov, coloca os LEDs diretamente no topo da amostra dentro
do instrumento. A partir daqui, quando os LEDs são ligados, a luz viaja pelo tubo para a amostra e a
reação começa, enquanto a medição espectroscópica está ocorrendo.
Para mostrar a versatilidade desse método além das reações químicas padrão, os pesquisadores
também analisaram a fotodegradação do cloridrato de quinino – um medicamento bem conhecido usado
para tratar a malária – bem como mudanças estruturais induzidas pela luz do azobenzeno, conhecidas
como photoswitching, usando um número de cores diferentes de luz.
A beleza da abordagem de Bramham e Golovanov reside na sua adaptabilidade. Os espectrômetros de
RMN são instrumentos caros, mas o projeto da RMÉMIA pode ser usado em qualquer tipo de sistema
existente, tornando-o acessível para pesquisadores em todo o mundo.
Referência: Jack E. Bramham e Alexander P. Golovanov, Dispositivo de iluminação de amostras facilita a
espectroscopia de RMN acoplado claro in situ sem fibra óptica, Communications Chemistry (2022). DOI:
10.1038/s42004-022-00704-5.
Crédito da imagem: Clyde He on Unsplash
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https://www.nature.com/articles/s42004-022-00704-5
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