פרודות תחת אור הזרקורים

שיטת קרני-רנטגן חדישה, המאפשרת התבוננות בתנועה מולקולארית בסקאלת זמנים שבעבר לא הגיעו אליה

שיטת קרני-רנטגן חדישה, המאפשרת התבוננות בתנועה מולקולארית בסקאלת זמנים שבעבר לא הגיעו אליה, פותחה ע”י צוות חוקרים מ The École Polytechnique Fédérale de Lausanne) EPFL) בשוויץ. ממצאי המחקר, שנערך בראשותו של פרופסור Majed Chergui, מופיעים בגיליון דצמבר של כתב-העת המדעי היוקרתי Science.

תגלית זו תוכל להצמיח אפיקים מבטיחים עבור חקר מערכות כימיות וביולוגיות. היא מאפשרת הבנה טובה יותר של השינויים המבניים שעוברות פרודות במהלך תגובה כימית. החוקרים יישמו את התגלית הזו לחקר תצמידים מולקולאריים מבוססי-מתכת, שהם בעלי עניין רב בכימיה ובתעשייה. התגלית מצמיחה אפיקים חדשים גם בביולוגיה, מאחר והפרודות שנחקרו דומות מאוד לאתרים הפעילים בהמו-חלבונים (hemoproteins) כגון המוגלובין ומיוגלובין.
אפשר לעקוב אחר הנפילה של חתול על רגליו ב”זמן אמת” תוך שימוש במצלמה עם צמצם- זמנים בסדר גודל של עשרות מילישניות. כדי לעשות זאת גם עבור פרודות, שהינן קטנות פי מאה אלף מיליונים מחתולים, יש צורך בצמצם-זמנים המהיר יותר במאה אלף מיליונים יותר – עשרות בודדות של פמטושניות (היחס בין פמטושנייה לשנייה מקביל ליחס שבין שנייה ל- 32 מיליוני שנים).

למרות שיש לייזרים המאפשרים זמני צמצמם שכאלו, לא קיימת אף שיטה אופטית המסוגלת להתבונן ישירות במבנה המולקולארי. בכדי להתגבר על מגבלה זו, צוות המחקר שילב מקור לייזר המספק קרינה בתחום של האור-הנראה עד על-סגולי בקצב של פמטו-שניות עם מקור דומה של קרינת-רנטגן בקצב זהה לקבלת השיטה המכונה “ספקטרוסקופיית בליעה בקרני-רנטגן מהירה ביותר” (ultrafast X-Ray Absorption Spectroscopy). “באמצעות אורכי-גל קצרים ביותר אלו של קרינה קצבית זו, ניתן להתבונן בשינויים במבנה המולקולארי ובעקבות כך לקבל מידע מדויק בדבר השבירה, היצירה והשינויים של קשרים כימיים בין האטומים השונים. וכל זאת – בזמן אמת,” מסביר החוקר.

תודות לשיטה החדשה החוקרים הצליחו לעקוב, בזמן אמת, אחר השינויים המבניים של פרודה במאה וחמישים פמטושניות. שיטה זו מספקת כלי מעולה לבחינת תגובות בנוזלים ובסביבות בלתי-סדורות המאפיינים מערכות כימיות וביולוגיות רבות.

הידיעה ממכון המחקר