Utente:Alexmar983/Lyndon Emsley

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David Lyndon Emsley (nato il 29 novembre 1964) è un chimico britannico specializzato in spettroscopia di risonanza magnetica nucleare dello stato solido e professore presso l'EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne).[1] Nel 2012 ha ricevuto il Grand Prix Charles-Leopold Mayer dell'Académie des Sciences francese e nel 2015 il Premio Bourke della Royal Society of Chemistry.[2]

È stato un membro del comitato editoriale della rivista ‘’Magnetic Resonance in Chemistry‘’ dal 2008 al 2010. È un membro del Consiglio Editoriale delle riviste ‘’ChemPhysChem‘’[3] e ‘’Solid State Nuclear Magnetic Resonance‘’. Ha inoltre titolo di 'associate editor del Journal of the American Chemical Society.

Nascita ed educazione[modifica | modifica wikitesto]

Emsley è figlio del professor James Emsley, dell'Università di Southampton.[4] Ha conseguito il suo Master of Science (laurea) in chimica dall'Imperial College of Science and Technology nel 1986 e il suo dottorato dall'Università di Losanna nel 1991 sotto la supervisione di Geoffrey Bodenhausen[5] lavorando con la spettroscopia RMN di soluzioni. Prima di iniziare il suo dottorato, aveva lavorato più di un anno in Gran Bretagna in una società specializzata in proprietà intellettuale.[6]

Carriera[modifica | modifica wikitesto]

Emsley iniziò la sua ricerca postdottorale al Miller Institute for Basic Research in Science (Università della California, Berkeley), dove fu introdotto alla RMN allo stato solido lavorando con Alexander Pines. Nel 1993 si trasferì al Laboratorio Nazionale Francese per la Ricerca sull'Energia Atomica a Grenoble, dove lavorò come post-doc con Claude Roby e Michel Bardet.[6]

Nell'ottobre 1994 fu nominato Professore Associato (Professeur associé) all'École normale supérieure di Lione, e divenne Professore Ordinario nel 1995. A Lione è stato a capo del Laboratorio di Chimica Sperimentale dal 1999 al 2002, e direttore del Dipartimento di Chimica dal 2006 al 2014. Nel 2002 è diventato membro dell'Institut Universitaire de France.[7]

L'area ISA completata nell'agosto 2012; l'edificio CRMN è a sinistra

Nel 2003 Emsley fu nominato leader di progetto per la creazione a Villeurbanne del Centre Européen de Résonance Magnétique Nucléaire à Très Hauts Champs (CRMN, Laboratorio Europeo per RMN ad Altissimo Campo), che fu il primo passo per lanciare il futuro Istituto di Scienze Analitiche (ISA). La costruzione del nuovo laboratorio fu completata nel 2008.[2]

Dal 2011, è Associate Editor del Journal of the American Chemical Society.[8]

Nel 2012 è stato promosso a Membro Senior dell'Institut Universitaire de France.[7]

Nel giugno 2014 si è trasferito all'EPFL come Professore di Chimica Fisica,[9] dove attualmente è direttore del Laboratoire de résonance magnétique dell'ISIC (Istituto di scienze chimiche e ingegneria).[2]

Nel 2015 ha ricevuto il Premio Bourke "per lo sviluppo di metodi sperimentali che hanno trasformato il campo della RMN allo stato solido e permesso nuove applicazioni in tutta la chimica".[2]

Ricerca[modifica | modifica wikitesto]

Il principale campo di ricerca di Emsley è la spettroscopia RMN allo stato solido, in particolare lo sviluppo di nuovi metodi spettroscopici per la determinazione della struttura atomica, la dinamica e la reattività di un'ampia gamma di materiali e sistemi molecolari, che sono stati inaccessibili con altri metodi analitici.[9][10]

Ha pubblicato articoli di cristallografia NMR [11] biologia strutturale, dinamica delle proteine,[12][13] spettroscopia RMN di superficie potenziata da polarizzazione nucleare dinamica (DNP) e imaging a risonanza magnetica.[14][15]

Il suo lavoro ha visto diverse collaborazioni con Bruker Corporation. Nel 2010, sotto la sua supervisione quale direttore scientifico, il CRMN ha acquisito e iniziato a utilizzare lo spettrometro RMN all'epoca più potente al mondo, che giungeva a operare al barriera del miliardo di hertz.[4][16] Il CRMN è stato anche uno dei primi laboratori al mondo a installare un accessorio DNP ad alto campo (800 MHz di frequenza di risonanza protonica) per stato solido[17] e a testare i nuovi rotori MAS molto veloci da 0,7 mm di diametro.[18]

Sequenze RMN allo stato solido[modifica | modifica wikitesto]

Emsley ha lavorato con la collega Anne Lesage per introdurre nuove tecniche di correlazione protone-carbonio attraverso il legame in RMN CP-MAS, ovvero gli esperimenti MAS-J-HSQC e MAS-J-HMQC, entrambi utilizzati per migliorare la risoluzione degli spettri di correlazione eteronucleare bidimensionale attraverso correlazioni omonucleari attraverso il legame con l'esperimento INADEQUATE rifocalizzato nei solidi. Hanno anche dimostrato la fattibilità delle tecniche di editing spettrale RMN allo stato solido che sfruttano gli accoppiamenti scalari eteronucleari.[19]

Queste implementazioni hanno aperto la strada alla caratterizzazione spettrale di campioni solidi a abbondanza isotopica naturale, in maniera simile alla RMN in soluzione.[19]

It was therefore possible use scalar couplings to probe weak bonding interactions in solids and provide the first ever direct detection of an hydrogen bond in the solid-state,[20] as well as the first experimental demonstration of the presence of agostic interactions in surface species, indicated by carbenic .

His team also introduced a theoretical framework for the application of continuously phase modulated radio-frequency pulses for homonuclear decoupling in solid-state NMR, allowing new families of decoupling sequences.[21] This allowed them to obtain high-resolution proton spectra in solids.[22] a key step for three-dimensional structure determination of organic and inorganic materials at natural isotopic abundance.

NMR Crystallography[modifica | modifica wikitesto]

Lo stesso argomento in dettaglio: Nuclear magnetic resonance crystallography.

The improvements in the area of proton ssNMR, specifically homonuclear decoupling, set the field for the development of NMR Crystallography.[23]

Contrary to X-ray, single crystals are not necessary with ssNMR and structural information can be obtained from high-resolution spectra of disordered solids.[24]

In 2009 Emsley's group showed the possibility of total structure determination of drug-sized organic molecules through the combination of density functional theory and solid-state NMR.[11][25]

Surface catalysis[modifica | modifica wikitesto]

Emsley and co-workers have shown that multi-dimensional solid state NMR can be exploited to chemically and structurally characterize catalytic surface species at a molecular level, such as reaction intermediates and catalytic centres of heterogeneous catalysts.[26]

DNP-enhanced surface NMR spectroscopy[modifica | modifica wikitesto]

In the field of surface chemistry, Emsley and co-workers introduced a new approach in the characterization of surfaces through ssNMR, called Surface Enhanced NMR Spectroscopy (SENS). Some systems on various support materials of great chemical interest are below the sensitivity limit of detection for the technique, but such low detection limit can be boosted using DNP, coupled with isotopic labeling and high magnetic fields. This approach enhances surface NMR signals allowing the analysis of near-surface species or materials with surface areas three orders of magnitude lower than before (around 1 m2/g, instead of 1000 m2/g).[27]

Through DNP, transfer of polarization and relevant signal enhancement can occur from the protons of the solvent batch to the rarer nuclei at natural isotopic abundance on the surface framework, including species covalently bonded to the latter one.[28]

Thanks to the description of physicochemically distinct adsorption interactions, new insights can also be offered in hydratation phenomena.[29]

Paramagnetic systems[modifica | modifica wikitesto]

Another subject concerns the study of paramagnetic systems, such as 4Fe-4S,[30] high spin Fe(II) catalyst, lanthanide-containing complexes or paramagnetic centers in proteins, with specific attention to the development of NMR methods specifically aimed at paramagnetic solids.

Solid-state NMR of proteins and bioaggregates[modifica | modifica wikitesto]

The CRMN was one of the groups developing tools and protocols for the structural and dynamic characterization of proteins in solid phase, including preparations of micro-crystalline samples, role of solvent,[31] paramagnetic systems and sequential assignment,[32] with a progressive introduction thanks to ultra-fast MAS of direct proton acquisition mimicking the sequences used for liquid NMR spectra.[33]

In collaboration with Martin Blackledge his team published some of the first ssNMR methods for the characterization of atom-specific dynamics in biosolids and its relation with solvent behaviour and function, providing detailed insight about the hierarchy of motions in proteins with the increase of temperature.[34][35]

Whole organism NMR[modifica | modifica wikitesto]

With Laurent Ségalat Emsley showed on the model organism Caenorhabditis elegans the possibility to use ssNMR on a whole organism for the understanding of its metabolic pattern and the influence of drug assumption or genetic modifications.[36]

Honours and awards[modifica | modifica wikitesto]

  • 1991: Fellow of the Miller Institute for Basic Research in Science, Berkeley, CA
  • 2005: CNRS Silver medal in Chemistry.[6][37]
  • 2009: EAS Award for Outstanding Achievement in Magnetic Resonance.[38]
  • 2010: Luigi Sacconi Medal of the Italian Chemical Society.[39]
  • 2011: Fellow of the International Society of Magnetic Resonance.[40]
  • 2011: Honorary Member, National Magnetic Resonance Society of India.[41]
  • 2012: Senior Member of the Institut Universitaire de France.[7]
  • 2012: AMPERE Prize.[42]
  • 2012: Grand Prix Charles-Leopold Mayer of the Académie des Sciences[43]
  • 2013: European Research Council Advanced Grant[27]
  • 2013: Elected Member of the Academia Europaea.
  • 2015: Bourke Award 2015 of the Royal Society of Chemistry
  • 2015: Fellow of the Royal Society of Chemistry.[44]

References[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ {{{title}}}, su epfl.ch.
  2. ^ a b c d {{{title}}}, su rsc.org.
  3. ^ vol. 16, DOI:10.1002/cphc.201402817, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cphc.201402817/full.
  4. ^ a b vol. 463, DOI:10.1038/463605a, http://www.nature.com/news/2010/100203/full/463605a.html?message=remove&s=news_rss.
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  12. ^ http://phys.org/news/2015-04-proteins-deep-motions.html.
  13. ^ http://kurier.at/lebensart/leben/forscher-schauten-proteinen-bei-der-arbeit-zu/128.114.726.
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  32. ^ Guido Pintacuda, Solid State NMR of a Paramagnetic Protein: Assignment and Study of Human Dimeric Oxidized Cu(II),Zn(II) Superoxide Dismutase (SOD), in Angew. Chem., vol. 46, n. 7, December 2006, pp. 1079–1082, DOI:10.1002/anie.200603093.
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  37. ^ (French) Lyndon Emsley, médaille d’argent CNRS 2005, su dr7.cnrs.fr, March 2006. URL consultato il 1º January 2016. Lingua sconosciuta: French (aiuto)
  38. ^ Previous Award Recipients, su easinc.org. URL consultato il 1º January 2016.
  39. ^ (Italian) Medaglia Luigi Sacconi, su dci.mfn.unipmn.it. URL consultato il 1º January 2016 (archiviato dall'url originale il 4 March 2016). Lingua sconosciuta: Italian (aiuto)
  40. ^ The ISMAR Organization, su weizmann.ac.il. URL consultato il 3 January 2016.
  41. ^ Honorary Members, su nmrs.iisc.ernet.in. URL consultato il 7 January 2016.
  42. ^ Alexey Konovalov, Conference reports (PDF), in EPR newsletter, vol. 22, n. 2, International EPR (ESR) Society, 2012.
  43. ^ (French) L’académie des sciences distingue deux chercheurs lyonnais, 16 October 2012. URL consultato il 23 October 2015. Lingua sconosciuta: French (aiuto)
  44. ^ Fellows (FRSC), 27 October 2015, p. 57.

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