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區分左手和右手(“手性”)分子在化學和生命科學中是至關重要的

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-24瀏覽次數:722

在自然界中,具有相同化學成分的某些分子可以以兩種不同的形狀存在,這兩種形狀是彼此的鏡像,就像我們的手一樣。該性質稱為“手性”,具有不同手性的分子稱為對映體。對映體可以表現出完全不同的化學或生物學性質,它們的分離是藥物開發和醫學中的主要問題。

檢測對映體的常用方法是圓二色(CD)光譜法。它利用了這樣的事實,即偏振成圓形波(例如渦流)的光被左手和右手對映體不同地吸收。穩態CD光譜是(生物)化學分析中的主要結構工具。

在它們的功能期間,生物分子經歷影響其手性性質的結構變化。這些(即1皮秒和1納秒之間)的實時檢測提供了它們的生物學功能的視圖,但是這在深紫外光譜(波長低于300nm)中是具有挑戰性的,其中大多數是生物相關分子,例如氨基酸。DNA和肽螺旋吸收光。

這種限制是由于缺乏足夠的脈沖光源和靈敏的檢測方案。但現在,洛桑超快科學中心(EPFL)的Majed Chergui團隊開發出一種裝置,通過CD光譜以0.5皮秒的分辨率顯示(生物)分子的手性響應。

該裝置使用光彈性調制器,一種控制光偏振的光學裝置。在該系統中,調制器允許在深UV范圍(250-370nm)內連續極化切換20kHz飛秒脈沖序列。然后可以記錄在用短激光脈沖激發之后在可變時間延遲下的分子手性的變化。

“氨基酸殘基和DNA堿基吸收300 nm以下的光,”該論文的第一作者Malte Oppermann說。 “這個設置是第一個覆蓋這個領域的,我們已經成功地在模型分子系統上進行了測試。我們的下一個目標是轉向更大的生物系統,例如DNA寡聚體。”

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