16:54 2022-07-05
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Facilitând diferențierea moleculelor de imagine în oglindă
_ A face mai ușor de diferențiat moleculele din imaginea în oglindă
Folosind o nouă metodă, oamenii de știință sunt mai capabili să distingă substanțele din imaginea în oglindă. Acest lucru este important printre altele în dezvoltarea medicamentelor, deoarece cele două variante pot provoca efecte complet diferite în corpul uman. Cercetătorii de la PSI, EPFL și Universitatea din Geneva descriu noua metodă în Nature Photonics.
Unele molecule există în două forme care sunt identice din punct de vedere structural, dar sunt imagini în oglindă una cu cealaltă, cum ar fi mâinile noastre drepte și stângi. . Acestea sunt denumite molecule chirale. Cele două forme de imagine în oglindă se numesc enantiomeri. Chiralitatea este relevantă în special în moleculele biologice, deoarece poate provoca efecte diferite în organism. Astfel, este esențial în biochimie și toxicologie, precum și în dezvoltarea medicamentelor, să se separe enantiomerii unul de celălalt, astfel încât, de exemplu, doar varianta dorită să intre într-un medicament. Acum, cercetătorii de la PSI, EPFL și Universitatea din Geneva au dezvoltat împreună o nouă metodă care permite enantiomerii să fie mai bine distinși și, astfel, mai bine separați unul de celălalt: dicroismul elicoidal în domeniul razelor X.
Metoda stabilită în prezent pentru a face distincția între enantiomeri se numește dicroism circular (CD). În această abordare, lumina cu o anumită proprietate - ceea ce este cunoscută sub numele de polarizare circulară - este trimisă prin eșantion. Această lumină este absorbită într-o măsură diferită de către enantiomeri. CD este utilizat pe scară largă în chimia analitică, în cercetarea biochimică și în industriile farmaceutice și alimentare. În CD, totuși, semnalele sunt foarte slabe: absorbția luminii a doi enantiomeri diferă cu puțin sub 0,1 la sută. Există diverse strategii de amplificare a semnalelor, dar acestea sunt potrivite numai dacă proba este disponibilă în faza gazoasă. Cele mai multe studii de chimie și biochimie, totuși, sunt efectuate în soluții lichide, în principal în apă.
În schimb, noua metodă exploatează așa-numitul dicroism elicoidal sau HD pe scurt. Efectul care stă la baza acestui fenomen se găsește mai degrabă în forma luminii decât în polarizarea acesteia: frontul de undă este curbat într-o formă elicoidală.
La Swiss Light Source SLS de la PSI, cercetătorii au reușit să prima dată pentru a arăta cu succes că enantiomerii ar putea fi de asemenea distinși unul de celălalt folosind lumina cu raze X elicoidale. La linia de lumină cSAXS a SLS, ei au demonstrat acest lucru pe o probă din complexul metalic chiral fier-tris-bipiridină sub formă de pulbere, pe care cercetătorii de la Universitatea din Geneva l-au pus la dispoziție. Semnalul pe care l-au obținut a fost cu câteva ordine de mărime mai puternic decât ceea ce se poate obține cu CD. HD poate fi folosit și în soluții lichide și astfel îndeplinește o condiție prealabilă ideală pentru aplicațiile în analiza chimică.
A fost crucial pentru acest experiment să creeze lumină cu raze X cu proprietățile potrivite. Cercetătorii au reușit să realizeze acest lucru cu așa-numitele plăci cu zonă în spirală, un tip special de lentile cu raze X difractive prin care au trimis lumina înainte ca aceasta să lovească proba.
„Cu plăcile cu zonă în spirală, noi au fost capabili, într-un mod foarte elegant, să dea luminii noastre cu raze X forma dorită și, astfel, un moment unghiular orbital. Fasciculele pe care le creăm în acest fel sunt denumite și vârtejuri optice", spune cercetătorul PSI Benedikt Rösner, care a proiectat și a fabricat plăcile cu zone spiralate pentru acest experiment.
Jérémy Rouxel, un cercetător EPFL și primul autor al noului studiu, explică în continuare că „dicroismul elicoidal oferă un tip complet nou de interacțiune lumină-materie. îl poate exploata perfect pentru a distinge între enantiomeri.”
Comentarii:
Adauga Comentariu