全新手性表征光能准确区分镜像分子

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新手性表征光能精确区分镜像分子

ScienceDaily,北京,10月31日(记者顾刚)使用光是区分分子手性的最快方法,但普通光只能对分子手性做出微弱反应 德国非线性光学和短脉冲光谱学研究所(MBI)、以色列理工学院和柏林理工大学的研究人员最近创造并表征了一种新型光。这种合成的手性光使分子螺旋清晰可见。 相关研究发表在最新杂志《自然光子学》上。

就像人类的右手和左手一样,自然界中有些分子有“镜像双胞胎” 虽然这两个双分子看起来相似,但它们的一些特征可能大不相同。 因此,分子手性在化学、生物学和药物开发中非常重要。 这种分子的变体可以治疗疾病,但是它的镜像分子(也称为对映异构体)可能有毒甚至致命。

区分镜面手性分子极其困难 光的电磁场振荡沿其传播方向画出螺旋形,是右旋还是左旋可以根据光波是顺时针还是逆时针转动来确定。 手性分子可以以不同的方式与它们相互作用,但是光波长给出的螺旋宽度大约是分子大小的1000倍。

德国和以色列的联合研究小组现在已经想出了解决这个问题的创新方法。 他们已经开始合成一种新的手性表征光,它在空之间的每一点绘制手性结构 这项研究的第一位作者大卫奥乌索说:“这种光的手性可以调节,这样一种对映异构体可以主动地与它相互作用并发出明亮的光,而镜像对映异构体则根本不与之反应。” “科学家们用数学方法描述了新的手性光,并测试了他们的模型 他们模拟了这些光束如何与手性分子相互作用。 此外,他们成功地演示了如何在实验室中通过融合两个不同频率的会聚激光束来产生这种光。 科学家可以通过“播放”不同频率之间的相移来控制这种合成手性光的手性,并可以选择哪种分子与这种光强烈相互作用。

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