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区分左手和右手(“手性”)分子在化学和生命科学中是至关重要的

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-12-24浏览次数:722

在自然界中,具有相同化学成分的某些分子可以以两种不同的形状存在,这两种形状是彼此的镜像,就像我们的手一样。该性质称为“手性”,具有不同手性的分子称为对映体。对映体可以表现出完全不同的化学或生物学性质,它们的分离是药物开发和医学中的主要问题。

检测对映体的常用方法是圆二色(CD)光谱法。它利用了这样的事实,即偏振成圆形波(例如涡流)的光被左手和右手对映体不同地吸收。稳态CD光谱是(生物)化学分析中的主要结构工具。

在它们的功能期间,生物分子经历影响其手性性质的结构变化。这些(即1皮秒和1纳秒之间)的实时检测提供了它们的生物学功能的视图,但是这在深紫外光谱(波长低于300nm)中是具有挑战性的,其中大多数是生物相关分子,例如氨基酸。DNA和肽螺旋吸收光。

这种限制是由于缺乏足够的脉冲光源和灵敏的检测方案。但现在,洛桑超快科学中心(EPFL)的Majed Chergui团队开发出一种装置,通过CD光谱以0.5皮秒的分辨率显示(生物)分子的手性响应。

该装置使用光弹性调制器,一种控制光偏振的光学装置。在该系统中,调制器允许在深UV范围(250-370nm)内连续极化切换20kHz飞秒脉冲序列。然后可以记录在用短激光脉冲激发之后在可变时间延迟下的分子手性的变化。

“氨基酸残基和DNA碱基吸收300 nm以下的光,”该论文的第一作者Malte Oppermann说。 “这个设置是第一个覆盖这个领域的,我们已经成功地在模型分子系统上进行了测试。我们的下一个目标是转向更大的生物系统,例如DNA寡聚体。”