Mechanische chemie kan NMR spectroscopie met zuurstofisotopen een stuk makkelijker en goedkoper maken. Dat schrijven onderzoekers van het Institut Charles Gerhardt Montpellier in Angewandte Chemie.

Veel moleculen bevatten zuurstof, wat je zichtbaar kan maken met ¹⁷O-NMR spectroscopie. ¹⁶O- en ¹⁸O-atoomkernen hebben immers geen spin en zijn niet te onderzoeken met NMR.

Maar slechts 0,04% van de natuurlijke zuurstof is ¹⁷O, waardoor de gevoeligheid van deze vorm van spectroscopie erg laag is. Dit betekent dat het in de meeste gevallen nodig is om de te onderzoeken materialen te verrijken met ¹⁷O. Dit is erg duur: één gram verrijkt H₂O kost al snel €2600. Ook zijn de huidige methodes om de moleculen te verrijken niet praktisch of efficiënt; enorme hoeveelheden ¹⁷O-verrijkt reagens zijn nodig en het proces kost al snel meerdere dagen en veel energie omdat het bij hoge temperaturen gebeurt.

Het Franse onderzoeksteam, onder leiding van Thomas Métro, heeft een methode ontwikkeld om met behulp van een kogelmolen stoffen sneller en goedkoper te verrijken met ¹⁷O. In een kogelmolen worden reacties opgewekt door mechanische krachten (het draaien van de kogels in de molen), waardoor het reagens en de te verrijken stof mixen en zeer kleine deeltjes worden. Door deze grote totale oppervlakken reageren ze efficiënt met elkaar.

Métro heeft deze methode getest op hydroxides van calcium en magnesium. De kosten van het verrijken van 60mg van deze stoffen was minder dan €10 en de procedure kostte slechts 30 minuten. Ook testte hij deze methode op ibuprofen; het kostte slechts twee uur om dit te verrijken en een ¹⁷O MAS NMR spectrum op te nemen. Ook andere organische moleculen, waaronder Boc-fenylalanine, kunnen worden verrijkt en gemeten binnen drie uur, voor minder dan €50 per 60mg stof. Daarbij werkt de methode ook om de kristalstructuren van zouten (zoals Sr(OH)₂·8H₂O) op te helderen.