Самая маленькая молекула в мире


На Титане обнаружили странную органическую молекулу, которой нет на Земле

https://ria.ru/20201028/titan-1581924489.html

На Титане обнаружили странную органическую молекулу, которой нет на Земле

На Титане обнаружили странную органическую молекулу, которой нет на Земле

Астрономы обнаружили в атмосфере Титана циклопропенилиден — чрезвычайно редкую молекулу, состоящую из атомов углерода и водорода, которая не встречается ни на... РИА Новости, 28.10.2020

2020-10-28T14:12

2020-10-28T14:12

2020-10-28T16:08

риа наука

биология

химия

космос - риа наука

наса

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/103106/82/1031068239_0:0:600:338_1400x0_80_0_0_ba855968b9f4ab7eeb0f0927aca7986c.jpg

МОСКВА, 28 окт — РИА Новости. Астрономы обнаружили в атмосфере Титана циклопропенилиден — чрезвычайно редкую молекулу, состоящую из атомов углерода и водорода, которая не встречается ни на одной планете. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astronomical Journal.Титан, крупнейший спутник Сатурна, — единственное, за исключением Земли, небесное тело, на поверхности которого присутствует жидкость. Моря и озера Титана состоят из жидких углеводородов, и ученые предполагают, что там, вполне возможно, существует жизнь. Астрономы под руководством Конора Никсона (Conor Nixon) из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА использовали радиотелескоп ALMA, расположенный в чилийской пустыне Атакама, для поиска органических молекул в атмосфере Титана.В разреженных верхних слоях, высоко над поверхностью, они обнаружили спектр неизвестного соединения. Сравнив его с базой химических профилей, ученые определили, что это циклопропенилиден (C3h3) — чрезвычайно редкая молекула на основе углерода, полученная на Земле только в лабораторных условиях. Она не может долго существовать в атмосферных условиях, потому что очень легко реагирует с другими молекулами, образуя более сложные соединения. Циклопропенилиден никогда раньше не находили где-либо в Солнечной системе. Теоретически он может оставаться стабильным только в холодном межзвездном пространстве, где практически отсутствуют химические взаимодействия.Это соединение для ученых представляет особый интерес, поскольку его кольцевые молекулы, состоящие из трех атомов углерода, когда-то могли стать строительными блоками для более сложных органических молекул, которые однажды привели к возникновению жизни на Земле. Известно, что азотистые основания ДНК и РНК основаны на таких молекулярных кольцах."Циклический характер циклопропенилидена открывает дополнительную ветвь химии, которая позволяет создавать биологически важные молекулы", — приводятся в пресс-релизе Центра космических полетов имени Годдарда НАСА слова одного из авторов статьи астробиолога Александра Телена (Alexander Thelen).Чем меньше молекула, тем больше у нее потенциал. Ученые предполагают, что реакции с участием мелких молекул с меньшим количеством связей, таких как циклопропенилиден, будут происходить быстрее, чем реакции с участием крупных и сложных молекул, что чисто статистически приведет к более разнообразным результатам. До этого считалось, что самая маленькая молекула углеводородного кольца — бензол (C6H6), который уже выявили ранее в атмосфере Титана. Авторы предполагают, что верхних слоях атмосфера этого спутника настолько разреженная, что в ней может сохраняться циклопропенилиден."Титан уникален в нашей Солнечной системе. Он оказался сокровищницей новых молекул, — говорит руководитель исследования Конор Никсон. — Мы думаем о Титане как о реальной лаборатории, где можно увидеть химию, подобную той, что была на древней Земле, когда здесь зарождалась жизнь".Азот и метан на поверхности Титана распадаются под действием солнечного света, вызывая каскад химических реакций. Могут ли эти реакции привести к возникновению жизни — вопрос, на который ученые хотят найти ответ.

https://ria.ru/20201027/planeta-1581809538.html

https://ria.ru/20201026/luna-1581628545.html

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn21.img.ria.ru/images/103106/82/1031068239_0:0:600:450_1400x0_80_0_0_d72b1dd922de91e0d6a4f2600725ee5d.jpg

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

биология, химия, космос - риа наука, наса

МОСКВА, 28 окт — РИА Новости. Астрономы обнаружили в атмосфере Титана циклопропенилиден — чрезвычайно редкую молекулу, состоящую из атомов углерода и водорода, которая не встречается ни на одной планете. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astronomical Journal.

Титан, крупнейший спутник Сатурна, — единственное, за исключением Земли, небесное тело, на поверхности которого присутствует жидкость. Моря и озера Титана состоят из жидких углеводородов, и ученые предполагают, что там, вполне возможно, существует жизнь.

Астрономы под руководством Конора Никсона (Conor Nixon) из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА использовали радиотелескоп ALMA, расположенный в чилийской пустыне Атакама, для поиска органических молекул в атмосфере Титана.

В разреженных верхних слоях, высоко над поверхностью, они обнаружили спектр неизвестного соединения. Сравнив его с базой химических профилей, ученые определили, что это циклопропенилиден (C3H2) — чрезвычайно редкая молекула на основе углерода, полученная на Земле только в лабораторных условиях. Она не может долго существовать в атмосферных условиях, потому что очень легко реагирует с другими молекулами, образуя более сложные соединения.

Циклопропенилиден никогда раньше не находили где-либо в Солнечной системе. Теоретически он может оставаться стабильным только в холодном межзвездном пространстве, где практически отсутствуют химические взаимодействия.

27 октября, 18:13РИА НаукаАстрономы нашли 17 кандидатов на роль Девятой планеты

Это соединение для ученых представляет особый интерес, поскольку его кольцевые молекулы, состоящие из трех атомов углерода, когда-то могли стать строительными блоками для более сложных органических молекул, которые однажды привели к возникновению жизни на Земле. Известно, что азотистые основания ДНК и РНК основаны на таких молекулярных кольцах.

"Циклический характер циклопропенилидена открывает дополнительную ветвь химии, которая позволяет создавать биологически важные молекулы", — приводятся в пресс-релизе Центра космических полетов имени Годдарда НАСА слова одного из авторов статьи астробиолога Александра Телена (Alexander Thelen).

Чем меньше молекула, тем больше у нее потенциал. Ученые предполагают, что реакции с участием мелких молекул с меньшим количеством связей, таких как циклопропенилиден, будут происходить быстрее, чем реакции с участием крупных и сложных молекул, что чисто статистически приведет к более разнообразным результатам.

До этого считалось, что самая маленькая молекула углеводородного кольца — бензол (C6H6), который уже выявили ранее в атмосфере Титана. Авторы предполагают, что верхних слоях атмосфера этого спутника настолько разреженная, что в ней может сохраняться циклопропенилиден.

"Титан уникален в нашей Солнечной системе. Он оказался сокровищницей новых молекул, — говорит руководитель исследования Конор Никсон. — Мы думаем о Титане как о реальной лаборатории, где можно увидеть химию, подобную той, что была на древней Земле, когда здесь зарождалась жизнь".

Азот и метан на поверхности Титана распадаются под действием солнечного света, вызывая каскад химических реакций. Могут ли эти реакции привести к возникновению жизни — вопрос, на который ученые хотят найти ответ.

26 октября, 19:00РИА НаукаNASA подтвердило наличие воды на солнечной стороне Луны

Структуры малых молекул: новый мир

Об этом препринте на Chemrxiv.org быстро распространилась информация совместной группы UCLA / Caltech. В нем подробно рассказывается об использовании метода криоэлектронной микроскопии, называемого дифракцией микроэлектронов (MicroED), для определения структуры малых молекул, и это , абсолютно поразительное . Я прочитал его вчера вечером, с множеством восклицаний по пути, не все из них подходят для печати (и это в хорошем смысле). И оказывается, что практически одновременно швейцарско-немецкое сотрудничество опубликовало ту же технику за день до этого.

Немного истории о том, что здесь происходит, а затем перейдем к тому, что вызывает у вас волосы. Как хорошо понимают химики в аудитории, рентгеновская кристаллография является золотым стандартом для определения структуры. Если вы можете вырастить хороший кристалл из какого-то вещества, вы можете дифрагировать рентгеновские лучи через эту решетку и работать в обратном направлении, чтобы увидеть, какой должна быть элементарная ячейка кристалла. Аппаратное и программное обеспечение для этого значительно усовершенствовалось за прошедшие годы (по ходу дела были вручены достойные Нобелевские премии), и, хотя все еще могут быть сложности, для большинства низкомолекулярных веществ основное ограничение теперь содержится в фразе «расти хороший кристалл ».

Это убийца и для белков, поэтому в последние годы криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) привлекает огромное внимание. Аппаратные и программные методы в этой области (пропускание пучков электронов через образец, а не пучков рентгеновских лучей) продемонстрировали необычайные улучшения, при этом несколько прорывов, не связанных с шутками, накладываются друг на друга. Он наиболее известен, и вполне оправданно, тем, что может создавать структуры из огромных белков и белковых комплексов, которые невозможно даже кристаллизовать, путем отбора проб огромного количества отдельных белковых частиц в разных ориентациях и реконструкции структуры (действительно впечатляющее вычислительное достижение). .

Но есть еще один мощный метод крио-ЭМ, о котором впервые было сообщено в 2013 году: MicroED. В нем используются кристаллы белка, но те, которые слишком малы, чтобы их можно было использовать в дифракции рентгеновских лучей. Такое случается довольно часто; переход от микрокристаллического порошка к подходящему монокристаллу, достаточно большому, чтобы его можно было использовать, долгое время был одной из трудностей, через которые должны пройти кристаллографы белков. Здесь больше о MicroED от его первооткрывателей, но идея очень похожа на работу с рентгеновскими лучами: вы вращаете кристаллы, собирая дифракционные данные в различных положениях, и на самом деле вы в основном используете программное обеспечение для построения рентгеновских лучей.Просто с помощью дифракции электронов это можно сделать на кристаллах гораздо меньшего размера (которые гораздо проще достать!)

А как насчет малых молекул? Это сработает? Почему, черт возьми, нет? Чтобы это сказать, потребовалось пять лет, и многие люди, вероятно, сегодня утром бьют себя по головам, но последний отчет показывает, что он работает даже лучше, чем можно было надеяться. Если вы возьмете микрокристаллы какой-нибудь небольшой молекулы и рассадите их по крио-ЭМ сетке (не уверен, что это технический термин, но я всегда так думал), вы можете увеличивать масштаб отдельных частиц, направлять электронный луч их и вращайте (с помощью современного оборудования), чтобы получить нужный вам угол.

Американская группа сначала попробовала это с порошком прогестерона прямо из проклятой бутылки с полки. Три минуты сбора данных с одного нанокристалла (выбранного случайным образом из тысяч, разбросанных по сетке) дали набор данных, который дал структуру с разрешением один Ангстрем. : общее время от порошка до структуры, менее половины час. Святая корова. Швейцарско-немецкая команда сообщает об очень похожих результатах для коммерческих соединений, и, похоже, также удивлена ​​простотой этой процедуры.Команда из США продолжила рыскать по полкам, и из одиннадцати образцов малых молекул, ни один из которых не перекристаллизовался для этого эксперимента, они получили структуры из всех одиннадцати (десять с использованием прямых методов получения данных, один - путем молекулярной замены). Сюда входят сложные натуральные продукты, такие как бруцин, показанный справа, и проверьте это разрешение. Вот что могут сделать для вас данные дифракции малых молекул - превратить арильное кольцо в шарики для пинг-понга и зубочистки, как то, что ваш ребенок построил дождливым днем.Стоит отметить, что дифракция электронов также может дать вам положение самих атомов водорода на структурах (в отличие от рентгеновских лучей, где это определенно менее распространено), поскольку эти протонные ядра сильно влияют на электроны. ( Edit: обратите внимание на эту ссылку - другие действительно занимались ЭД на малых молекулах, хотя это приложение к нанокристаллам, вероятно, заставит его взлететь еще более тщательно ).

Но

Брюсин довольно жесткий. Как насчет следующего, антибиотика тиострептона? Как видите, электронная плотность немного более рваная, но, черт возьми, это порошок прямо из флакона.Это поднимает еще один момент: многие вещи, которые в органической химии называют «аморфными порошками», таковыми не являются. Как скажет вам специалист по рецептурам, получение действительно (и воспроизводимого) аморфного порошка может быть настоящей проблемой, потому что большую часть времени у вас есть какой-то микрокристаллический порошок . Крошечные маленькие кристаллы, вроде тех, которые MicroED может съесть на завтрак. Команда из Швейцарии и Германии демонстрирует структуру большого производного метиленового синего, которое образует только тонкие игольчатые кристаллы, которые практически бесполезны для рентгеновских лучей (обычная проблема!), Но подходят для MicroED.Кристаллы, использованные в этой статье, в тысячи раз меньше (!), Чем кристаллы, которые обычно используются для дифракции рентгеновских лучей, и на этом уровне очень стоит поместить все под электронный микроскоп и посмотреть, нет ли там кристаллов. где-то.

Именно это и сделала группа в США: они взяли твердые частицы сразу после того, как они вышли из колонок с силикагелем, соскребли твердые частицы и посмотрели. Два из четырех образцов этой группы дали структуры, и, честно говоря, я бы попробовал ротационно-испарять два других из пары разных растворителей, если мне действительно нужны их структуры, потому что вы никогда не знаете.Как насчет смесей соединений? Различные кристаллы в ней проявляются в виде разных форм на ЭМ-сетке, и вы можете выбирать их один за другим, что позволяет вам получить несколько определений структуры из сложной смеси, если составляющие смогли сформировать собственные микрокристаллы. Нет, правда, это здорово.

В рукописи UCLA / Caltech есть фраза, которая начинается с параграфа: « Поразил легкостью, с которой были получены данные такого высокого качества . . . » и я думаю, что слово «удивленный» достанется каждому, кто его прочитает.Другая строчка, несколькими предложениями позже, - «. Основываясь на наших выводах, мы ожидаем, что MicroED будет с энтузиазмом воспринят многими химиками-мелкими молекулами », и, приятель, они все правильно поняли. Модель Ang. Chem. В документе говорится, что это «метод выбора для всех нерешенных случаев, в которых кристаллы субмикронного размера были ограничивающим фактором», и это тоже правда.

Просто просматривая бумагу, я могу вспомнить множество отличных экспериментов, и я всего лишь один парень.Можете ли вы позволить решениям испариться прямо на электромагнитной сети и использовать их? Есть ли аналог аномальной дисперсии, как в рентгеновских исследованиях, для получения абсолютных конфигураций? Что происходит с сольватами в условиях MicroED? Что ж, мы узнаем все это и многое другое. Поздравляем всех участников с началом новой эры определения органических структур малых молекул!

Приложение 1: Авторы, вероятно, захотят исправить эту строку выше на «данные были» в окончательной версии и исправить несколько опечаток и слов с ошибками, но если бы я писал такие результаты, Бог знает, у меня было бы много опечатки тоже, потому что руки дрожали бы!

Приложение 2: вот волновая функция на этой бумаге.Кажется, он так же потрясен этим, как и я.

.

Малые молекулы

Маломолекулярные препараты были основой фармацевтической промышленности на протяжении почти столетия. Маломолекулярные препараты, определяемые как любое органическое соединение с низкой молекулярной массой, обладают рядом определенных преимуществ в качестве терапевтических средств: большинство из них можно вводить перорально и они могут проходить через клеточные мембраны для достижения внутриклеточных целей. Они также могут быть разработаны для поражения биологических целей различными способами действия, и их распределение может быть дополнительно адаптировано, например, для обеспечения системного воздействия с проникновением в мозг или без него.

Быстрое развитие биофармацевтических исследований и технологий открывает возможности для инновационных и творческих подходов к разработке низкомолекулярных лекарств. В AstraZeneca мы объединяем наши уникальные знания, навыки и опыт в различных дисциплинах, чтобы продолжать открывать и разрабатывать новые потенциальные маломолекулярные терапевтические препараты. Это включает в себя использование высокопроизводительного скрининга, обеспечение многогранной характеристики взаимодействия молекул с их мишенями и наличие глубоких знаний в области химического синтеза.В последние годы достижения в области прогнозирования, структурного проектирования и визуализации вместе с автоматизацией 1 , искусственным интеллектом и машинным обучением стали важными факторами, позволяющими увеличить скорость и повысить эффективность оптимизации низкомолекулярных соединений.

Мы постоянно расширяем наши возможности для создания новых потенциальных методов лечения будущего. Например, модулирование биологических путей развития заболеваний на уровне РНК открывает новые возможности для ранее недосягаемых целей, и мы изучаем возможность использования низкомолекулярных препаратов для нацеливания на РНК.Новое исследование, которое мы провели в сотрудничестве с лабораторией Мэтью Диснея, доктора философии в Scripps Research в США, и которое было опубликовано в Nature Chemistry , описывает открытие малых молекул, которые способны возобновить клеточное производство роста эндотелия сосудов. фактор А (VEGF-A) в клеточных моделях. 2 VEGF-A играет ключевую роль в восстановлении кровеносных сосудов и мышц в поврежденной ткани сердца и улучшении кровотока.

.

Самый маленький фильм в мире: невероятный анимационный фильм IBM, созданный с использованием отдельных МОЛЕКУЛ

Самый маленький фильм в мире: IBM показывает невероятную анимацию, созданную с использованием отдельных МОЛЕКУЛ

  • Отдельные молекулы угарного газа неоднократно перестраивались, чтобы показать мальчика, танцующего, бросающего мяч и подпрыгивающего на батуте
  • Размер каждого кадра 45 на 25 нанометров - есть 25 миллионов нанометров на дюйм
  • Техника может быть использована для создания компьютерных жестких дисков нового поколения

Опубликовано: | Обновлено:

Ученые подняли идею короткометражного фильма на новый уровень.Молекулярные уровни.

IBM заявляет, что она сняла самый крошечный покадровый фильм за всю историю - одноминутное видео, в котором отдельные молекулы угарного газа неоднократно перестраивались, чтобы показать мальчика, танцующего, бросающего мяч и подпрыгивающего на батуте.

Размер каждой рамы составляет всего 45 на 25 нанометров - 25 миллионов нанометров в дюйме.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть фильм.

Вызывается мальчик и его атом. Одноминутное видео использует отдельные молекулы окиси углерода, расположенные так, чтобы показать мальчика, танцующего и подпрыгивающего на батуте.

Мальчик, состоящий из окиси углерода. молекулы катаются на скейтборде в сцене из того, что IBM утверждает, что это самый крошечный в мире боевик.Каждая из 242 рамок имеет размеры 45 на 25 нанометров, что составляет одну миллиардную метра

НАСКОЛЬКО ОНА МАЛЕНЬКАЯ?

Атом - наименьшее деление химического элемента.

Чтобы даже увидеть его, нужно увеличить его более чем в 100 миллионов раз.

В одной песчинке, вероятно, больше атомов, чем песчинок на всем пляже, сообщает IBM.

Было подсчитано, что в конце этого предложения стоит около 5 миллионов атомов.

При большом увеличении фильм напоминает ранние видеоигры, особенно когда мальчик отбивает мяч от края кадра в сопровождении простой музыки и звуковых эффектов.

Фильм называется «Мальчик и его атом».

Видеозаписи, демонстрирующие движение атомов, были замечены и раньше, но Андреас Генрих, главный научный сотрудник IBM по проекту, сказал, что это первый раз, когда что-то настолько маленькое, что было сделано, чтобы рассказать историю.

«Этот фильм - интересный способ поделиться миром атомного масштаба», - сказал Генрих.

«Причина, по которой мы сделали это, заключалась не в том, чтобы напрямую передать научное сообщение, а в том, чтобы взаимодействовать со студентами, побуждать их задавать вопросы».

Джейми Панас из Книги рекордов Гиннеса сказал, что Гиннес сертифицировал фильм как «Самый маленький покадровый фильм».

IBM использовала двухтонный сканирующий туннельный микроскоп с дистанционным управлением в своей лаборатории в Сан-Хосе, штат Калифорния, чтобы снять фильм в начале этого года.

Микроскоп увеличивает поверхность более чем в 100 миллионов раз.

IBM использовала двухтонный сканирующий туннельный микроскоп с дистанционным управлением в своей лаборатории в Сан-Хосе, Калифорния, чтобы снять фильм в начале этого года.

IBM даже использовала микроскоп для создания специального киноплаката.

Он работает на 450 градусов ниже нуля по Фаренгейту (268 градусов ниже нуля по Цельсию).

Холод «упрощает нам жизнь», - сказал Генрих.

'Атомы неподвижны. Они передвигались сами по себе при комнатной температуре.«

Ученые использовали микроскоп для управления крошечной сверхострой иглой, проходящей вдоль медной поверхности», - сказали в IBM.

На расстоянии всего 1 нанометр игла физически притягивала молекулы окиси углерода и притягивала их в точно определенное место на поверхности.

Точки, из которых состоят фигуры в фильме, - это атомы кислорода в молекуле, сказал Генрих.

Ученые сделали 242 неподвижных изображения, которые составляют 242 кадра фильма.

Генрих сказал, что методы, используемые при создании фильма, аналогичны тому, что делает IBM, чтобы уменьшить размер хранилища данных.

«Поскольку создание и потребление данных продолжают расти, объем хранилища данных должен уменьшаться, вплоть до атомарного уровня», - сказал он.

«Даже нанофизикам нужно немного повеселиться», - заявила IBM.

«В этом духе ученые перемещали атомы с помощью своего сканирующего туннельного микроскопа, чтобы снять… фильм».

КАК ОНИ ЭТО СДЕЛАЛИ

Двухтонный сканирующий туннельный микроскоп IBM в своей лаборатории в Сан-Хосе, Калифорния, который использовался для изготовления пленки

IBM использовала в своей лаборатории двухтонный сканирующий туннельный микроскоп с дистанционным управлением в Сан-Хосе, Калифорния, чтобы снять фильм в начале этого года.

Микроскоп увеличивает поверхность более 100 миллионов

.

малых молекул: последние новости и видео, фотографии малых молекул

Ученые NCBS определили 33 молекулы, которые можно использовать для лечения пациентов с вирусами

Группа ученых под руководством профессора Р. Соудхамини из NCBS определила 33 небольшие молекулы из база данных, содержащая более 3 30 000 малых молекул с использованием новых компьютерных исследований, которые связываются с NSP1, одним из белков SARS-CoV-2. Ученые рекомендовали использовать их для проверки в лаборатории.

  • Разработан самый маленький диод в мире

    Ученые разработали самый маленький диод в мире - размером с одну молекулу, прорыв, который может помочь разрабатывать молекулярные электронные устройства.

Загрузить Подробнее ...

.

Смотрите также