Persbericht

Onderzoeksteam verfijnt analyseapparatuur met factor van twintigduizend

Gepubliceerd op
10 januari 2014

Een internationaal team van onderzoekers heeft de mogelijkheden voor NMR-apparatuur sterk uitgebreid. Een nieuw geconstrueerde miniatuurantenne maakt het mogelijk om alle signalen van een stof te meten terwijl in huidige apparatuur daar verschillende (zeer dure) antennes voor nodig zijn. Bovendien zijn enkele nanoliters genoeg om te kunnen meten. Normaal gesproken was daarvoor een halve milliliter nodig. De breedband mini-antenne met een verkleiningsfactor van twintigduizend van het onderzoeksvolume opent ongekende mogelijkheden voor het gebruik van NMR in wetenschappelijk onderzoek.

Kernspinresonantie, Nuclear Magnetic Resonance, NMR, spectroscopie (verwant aan Magnetic Resonance Imaging, MRI, de veelgebruikte medische beeldvormingstechniek) is een van de meest krachtige analytische technieken voor moleculair wetenschappelijk onderzoek. Omdat de verschillende atomen in een molecuul ieder een specifieke frequentie trillen, is met de NMR-techniek de identiteit en structuur van een stof onomstotelijk vast te stellen. De mini-antenne die het onderzoeksteam van wetenschappers van Wageningen University, de Universiteit Twente en instellingen in Spanje en Italië ontwikkelde, heeft een veel groter frequentiebereik dan de bestaande apparatuur. Met deze nieuwe antenne kunnen nu de NMR frequenties van atomen van alle elementen tegelijkertijd gemeten worden waardoor de apparatuur veel makkelijker in gebruik wordt, en bovendien veel goedkoper.

NMR spectroscopie is van groot belang in vele verschillende onderzoeksvelden, van structuurbepaling van eiwitten tot medicijnonderzoek, van ontwikkeling van nieuwe materialen tot optimaliseren van katalysatoren. Nederland loopt wereldwijd voorop in NMR-onderzoek, en de krachten zijn gebundeld in het NMR-NL consortium (Universiteiten van Eindhoven, Leiden, Nijmegen, Utrecht en Wageningen) waarin state-of-the-art apparatuur en toepassingen worden ontwikkeld. De innovatieve miniatuurantennes kunnen zowel in de huidige als nieuw te ontwikkelen NMR apparatuur toegepast worden, en kunnen ook worden gebruikt voor ontwikkeling van mini-NMR-apparatuur.

Moleculen bestaan uit atomen van verschillende elementen (zoals, waterstof, koolstof, zuurstof, fluor of fosfor). In klassieke NMR-apparatuur moet voor het meten van elk element een speciale antenne afgesteld worden op de specifieke frequentie van dat element. Het is te vergelijken met een radio, waarin voor het luisteren naar verschillende radiozenders (‘elementen’) precies afgestemd moet worden op een bepaalde frequentie van die zender. Met de nieuwe mini-antenne kunnen alle frequenties tegelijkertijd ‘beluisterd’ worden. Hoewel dat voor muziek niet ideaal is om alle zenders door elkaar te horen, opent het wel veel nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van moleculen met NMR apparatuur.