Ученые разглядели водородные связи

Четыре молекулы 8-гидроксихинолина. Водородные связи показаны пунктиром.
Изображение: Science DOI:10.1126/science.1242603

Исследователи из пекинского Национального нанотехнологического центра и Университета Ренмин получили с помощью атомного силового микроскопа первые изображения водородных связей между молекулами. Исследование опубликовано в Science, кратко о нем пишет Phys.Org

На изображении видно несколько молекул 8-гидроксихинолина, нанесенных на медную подложку. Водородные связи между ними образованы атомами водорода и атомами азота и кислорода. Снимок позволяет измерить направления, углы и длины водородных связей не с помощью традиционного анализа спектра, а напрямую.

Изображение получено методом неконтактной атомно-силовой микроскопии. Этот вид микроскопии позволяет увидеть молекулы и детали их строения за счет измерения колебаний кантилевера — тончайшей иглы, которая приближается к исследуемой поверхности на очень маленькое расстояние, но не вступает с ними в контакт. Изменение электронной плотности под наконечником влияет на его колебания, которые обычно считываются при помощи отражающегося луча лазера. Для получения снимков водородных связей ученые использовали атомно-силовой микроскоп последнего поколения, в котором наконечником кантилевера выступает одна молекула монооксида углерода (угарного газа) — атом кислорода в ней выступает в роли «пальца», ощупывающего поверхность подложки.

Водородные связи и их свойства хорошо известны химикам, однако увидеть их напрямую до сих пор не удавалось. Этот тип связи имеет особенно важное значение для жизни: водородные связи определяют уникальные свойства воды, придают структуру белковым глобулам и отвечают за спаривание азотистых оснований в ДНК.