如何判断对映异构体 如何判断对映异构

研究人员在PSI的瑞士光源SLS上成功地证明了运用螺旋X射线可以区分对映异构体,对映异构体是互为镜像的分子,分离这些分子和生物化学、毒理学以及药物开发有着特别紧密的联系。

科学家们利用一种新的方式能够更好地区分镜像物质,由于这两种变体可以在人体中引起完全不同的影响,所以在药物开发中特别重要。

一些分子存在两种形式,这两种形式在结构上是相同的,但却是彼此的镜像——就像大家的左右手一样,这些分子被称为手性分子,它们的两种镜像形式称为对映异构体。

由于手性分子可以在体内引起不同的影响,所以和生物分子尤其相关。因此,在生物化学、毒理学以及药物开发中,将对映异构体彼此分离是至关重要的,例如,仅将所需的变体加入到药物中。

今年,由PSI、EPFL与日内瓦大学组成的联合研究团队开发了一种新方式:X射线的螺旋二色性,可以更好地区分对映异构体,从而更好地相互分离。

目前已有的区分对映异构体的方式称为圆二色性(CD),在这种方式中,具有特定特性的光——即所谓的圆偏振光照射穿过样品,光被对映异构体吸收到不同程度。

圆二色性(CD)被广泛用于化学解析、生化研究以及制药与食品工业。但CD中信号特别微弱,两种对映体的光吸收相差差点0.1%,大部分放大信号的方式仅适用于样品在气相中的情况。

大多数化学与生物化学研究都是在液体溶液(主要是水)中进行的,新方式利用了所谓的螺旋二色性,简称HD。研究发现这种现象背后的影响在于光的形状而不是其偏振:光的波前被弯曲成螺旋形状。

研究人员在PSI的瑞士光源SLS上第一次成功地证明,运用螺旋X射线也可以区分对映异构体。在SLS的cSAXS光束线上,他们在日内瓦大学研究人员提供的手性三联吡啶类金属配合物粉末样品上证明了这一方式的可靠性。

他们获取的信号比CD所能达到的信号强了几个数量级,HD对于液体溶液样品也是适用的,这为化学解析的应用提供了理想的前提条件。

对于区分对映异构体这个实验来说,产生出具有精确特性的X射线是至关重要的。研究人员利用所谓的螺旋波带板,在光线照射样品之前将这种具有特殊衍射特性的 X射线透镜送入。

借助这一螺旋波带板,就能够以一种巧妙的方法为X射线提供所需的形状,从而使X射线获取轨道角动量,以这种方法产生的光束也被称为光学涡旋。

螺旋二色性提供了一种最新的光和物质相互作用,可以利用它最佳地区分对映异构体。

版权声明