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Croissance de cristaux pour l’analyse de la Diffraction des rayons x
 

Croissance de cristaux pour l’analyse de la Diffraction des rayons x

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Pour la détermination de sa structure, il faut un monocristal. La qualité du cristal influe fortement sur la qualité et la précision de la détermination de la structure.

Un cristal est un solide dont l’arrangement de la molécule se répète dans les trois dimensions. L’arrangement spatial des atomes dans le solide cristallin peut être déterminée à l’aide de la diffraction des rayons x. Dans cette technique, un échantillon cristallin pur est enveloppé par un faisceau de rayons x. Le cristal cadre les radiographies dans une caractéristique liée à la structure de cristaux et de la composition moléculaire. Si un cristal se forme trop rapidement, les molécules peuvent être désordonnés, impuretés peuvent être incorporées dans le cristal, ou deux ou plusieurs cristaux fondu peut se former au lieu d’un seul cristal. Par conséquent, des méthodes spécialisées en mettant l’accent sur le ralentissement de la croissance sont nécessaires pour produire des cristaux de qualité suffisante pour la cristallographie aux rayons x.

Cette vidéo va illustrer les caractéristiques de cristaux de qualité aux rayons x, démontrer une procédure à leur culture et introduire quelques applications de cette technique en chimie.

Électrons diffusent des rayons x en émettant une radiographie sphérique des vagues lors de l’impact. Si les atomes sont dans un arrangement ordonné, constructif interférence entre les ondes produit un schéma de diffraction caractéristique sur un détecteur de rayons x. Le cristal est tourné dans le faisceau de recueillir des patrons de diffraction sous plusieurs angles. Avec des patrons de diffraction suffisante, la structure moléculaire peut être dérivée.

X-ray-qualité cristaux généralement des formes symétriques et ont un visage lisse, qui reflètent la lumière. Vu au microscope polarisant, ils seront transparents, mais la plupart devrait devenir sombre quand pivote de 90°. Ceci indique la structure hautement ordonnée. Pour cultiver ces cristaux, diffusion liquide-liquide est souvent utilisée. Il emploie deux solvants miscibles : solvant de faible densité, ou précipitant, dans lequel le composé à être recristallisés est insoluble ; et un solvant haute densité dans lequel le composé est soluble. En règle générale, le rapport volumétrique de precipitant au solvant est 2:1.

La faible densité précipitant est superposée sur une solution concentrée de ce composé dans le solvant de haute densité. Au fil du temps, le composé devient moins soluble que les mélanges precipitant avec la solution. Une petite interface solvant se traduit par un rythme plus lent de diffusion, produisant ainsi des cristaux plus gros et plus pur. Maintenant que vous comprenez les principes de cristaux de qualité croissantes aux rayons x, Let ' s go grâce à une procédure à leur culture par diffusion liquide-liquide.

Pour commencer, obtenir le matériel nécessaire dans le protocole du texte. Acquérir un solvant pour le composé et un précipitant moins dense.

Pour préparer un filtre de pipette, placez un petit morceau de Kimwipe dans la partie supérieure d’une pipette de verre et appuyez doucement sur le papier vers le bas du corps de la pipette à l’aide d’une tige ou la tige d’une autre pipette, en veillant à ne pas perforer le papier. Préparer deux filtres de pipette. Placez-en un dans le tube de NMR. Si nécessaire, fixez l’ensemble avec un stand de collier et la bague de laboratoire. Dissoudre environ 10 mg du composé à être recristallisée dans 0,75 mL de solvant.

Maintenant, ajouter avec précaution la solution de l’échantillon dans le filtre de la pipette. Apposer une ampoule vers le haut et presser doucement pour passer la solution dans le tube de NMR pour éliminer les impuretés solides. Ne pas laisser l’ampoule pour développez à nouveau alors qu’il est attaché, comme la succion va déloger le papier filtre.

Ensuite, retirez le filtre de pipette usagés et placer le second filtre dans le tube de NMR. Pipeter environ 1,5 mL de précipitant dans le tube. Laisser le solvant passent par le filtre par gravité. À l’avenir, prendre soin de ne pas pour déranger le filtre pendant les manipulations. Une fois que tous le précipitant a filtré dans le tube, retirez le filtre et le bouchon du tube. Placez-le dans une armoire ou tout autre endroit facilement vérifié où il ne va pas être agité.

Après au moins une journée, inspecter les tubes pour la croissance des cristaux. Si aucun cristaux n’est présents ou si les cristaux sont très petits, laisser le tube à essais. Si les cristaux sont visibles, contrôler leur taille et forme sans perturber les couches de solvants.

Si les cristaux sont grandes, bien définis et ne sont pas regroupés, inspecter les cristaux au microscope pour vérifier leur potentiel de qualité de rayons x. Ne pas enlever les cristaux du tube jusqu'à ce que le diffractomètre est prêt à commencer le scan. Si les molécules du solvant sont incorporés dans la structure cristalline, ce qui permet du cristal sécher va se dégrader le cristal. En utilisant la diffraction des rayons x, la structure moléculaire de ces cristaux de couleur rougeâtre-pourpre foncé a été vérifiée pour être tétraphénylporphyrine.

Cristallographie aux rayons x est un outil essentiel d’analyse en chimie et en biochimie.

Les méthodes de recristallisation comprennent le chauffage et de refroidissement, liquide-liquide diffusion, diffusion de la vapeur et évaporation lente. Évaporation lente d’un unique système de solvants, le composé est dissous dans une petite quantité de solvant et placé dans un récipient avec un petit trou dans le bouchon. Lorsque le solvant s’évapore, la concentration augmente jusqu'à ce que le composé commence à cristalliser.

La fonctionnalité des protéines est souvent liée à leur structure. Cependant, les protéines peuvent être très difficiles à se cristalliser. Techniques spécialisées doivent être élaborés pour la croissance de cristaux de X-ray-qualité des protéines. Ici, une goutte d’une solution protéique est mélangée avec une goutte de précipitant et ce mélange est scellé dans une chambre avec pure précipitant. Comme les vapeurs de solvant diffuse hors de la goutte, diminue la solubilité de la protéine dans la goutte et la protéine cristallise lentement. Une autre technique mélange la solution protéique et précipitant sous huile minérale. En utilisant ces techniques, une variété de protéines peut être cristallisée pour analyse.

En diffraction des poudres, chaque orientation spatiale possible est représentée dans l’échantillon en même temps. Diffraction de poudre n’est pas aussi instructive sur la structure comme monocristal de diffraction des rayons x en raison de la perte de données sur la structure en trois dimensions. Au lieu de cela, diffraction de poudre excelle dans l’analyse des mélanges de solides cristallins et évaluer la cristallinité de structures amorphes.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la croissance de cristaux pour la cristallographie aux rayons x. Vous devez maintenant être familiarisé avec les propriétés des cristaux de qualité aux rayons x, une procédure pour eux et quelques applications de cette technique en chimie de plus en plus.

Merci de regarder !

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