Alcance de las aplicaciones de RMN en investigación básica e industria

La RMN se ha establecido como una poderosa herramienta en manos de los científicos analíticos. Proporciona valiosos detalles estructurales sobre moléculas orgánicas pequeñas, productos naturales, materiales sintetizados por el hombre, biomoléculas grandes y otras entidades moleculares complejas con masas de hasta aproximadamente 100 000 Dalton.

Tanto la cristalografía de rayos X como la espectroscopia de RMN se complementan entre sí y brindan información sobre detalles estructurales y orientaciones atómicas.

Las aplicaciones y métodos detallados se pueden encontrar en tratados y manuales de referencia. El objetivo de este artículo es brindarle una idea de las posibles aplicaciones de la RMN en la investigación básica y la industria.

Aplicaciones de investigación

\(^1H\) NMR sigue siendo popular en laboratorios universitarios e instituciones de investigación hasta el día de hoy. La disponibilidad de modelos de mesa ha contribuido aún más a la aceptabilidad de la técnica. Sin embargo, las aplicaciones de investigación de alta calidad requieren sistemas magnéticos de RMN superconductores de alta frecuencia. Dichos sistemas requieren una infraestructura extensa y estándares de seguridad adicionales y costos recurrentes de líquidos criogénicos.

Las aplicaciones de investigación típicas incluyen:

Elucidación de la estructura

La RMN es una técnica poderosa, confiable y madura para la identificación estructural de moléculas de origen natural y sintético, incluidos polímeros y biomoléculas.

Interacciones intermoleculares

La RMN permite la investigación de interacciones moleculares débiles, incluidos los enlaces de hidrógeno entre grupos funcionales intermoleculares y otras moléculas presentes.

Dinámica molecular y plegamiento de proteínas.

La RMN es una técnica poderosa para investigar la dinámica molecular de moléculas biológicas grandes y los mecanismos de plegamiento/desdoblamiento de proteínas.

Estudios de membranas

La RMN permite determinaciones de estructuras a nivel atómico de proteínas en entornos de membranas naturales y también proporciona información sobre interacciones proteína-ligando

Interacciones enzimáticas

Son posibles estudios conformacionales útiles en compuestos unidos a enzimas, lo que ayuda a comprender los mecanismos del proceso bioquímico.

Aplicaciones industriales

Los laboratorios industriales suelen utilizar sistemas de \(^1H\) NMR. Los sistemas basados ​​en imanes superconductores de alta frecuencia no son comunes en entornos industriales debido a la necesidad de operadores altamente calificados, infraestructura dedicada y costos recurrentes más altos. Las aplicaciones típicas incluyen productos farmacéuticos, alimenticios, derivados del petróleo y materiales sintéticos poliméricos.

alimento

La RMN está encontrando cada vez más aplicaciones en el procesamiento de alimentos y el control de muestras de alimentos incautados. Los estudios involucran el análisis cualitativo tanto de los compuestos objetivo como de los presuntos componentes prohibidos. La RMN también sirve como una rápida confirmación rutinaria de los hallazgos de otras técnicas complementarias como la espectroscopia y la cromatografía.

Medicamentos

La RMN tiene un enorme potencial en el desarrollo de fármacos y aplicaciones de detección. Estos estudios también se están ampliando para controlar las conformaciones de las moléculas de fármacos unidas a receptores y proteínas.

Polímeros y materiales sintéticos

TG-NMR ha contribuido a la información sobre los detalles de la microestructura de las poliolefinas en un rango de temperaturas. Los estudios multinucleares como \(^1^3C\) NMR proporcionan información valiosa sobre microestructuras de polímeros y copolímeros. Los estudios se extienden a otros polímeros de ingeniería para estimar las impurezas, los contaminantes y los productos de degradación que contribuyen a los efectos de envejecimiento de dichos materiales.

La RMN ha demostrado ser un activo valioso tanto en la investigación académica como en los laboratorios industriales. La RMN es otra área que ha hecho contribuciones significativas al diagnóstico médico y se tratará en un artículo futuro.