В новом исследовании, где они используют наноразмерные структуры, чтобы «крутить» свет, таким образом, он взаимодействуетуникально с вопросом, ученые показывают, что они могут различать лево-и предназначенные для правой руки версиииз той же молекулы. Такой механизм ощущения мог помочь гарантировать большую чистоту и безопасностьфармацевтические препараты, говорят они.
С коллегами от научно-исследовательских центров в Бельгии и Италии, доктора Венцислава Валева и профессораДжереми Бомберг из Кавендишской лаборатории в Кембриджском университете в Великобритании разработанмеханизм ощущения с помощью мощных лазеров объединился с наношаблонной золотой поверхностью.Онисообщите об их работе в журнале Advanced Materials.
«Вместе, эти технологии могли помочь гарантировать, что новые препараты безопасны ичистый», говорит доктор Валев.С некоторыми формами зеркальное отображение симметрично – если Вы смешиваете их вместе, Вы не можете сказатьразличие между структурой и ее зеркалом «близнец».
Но с другими формами, например нашруки, левый является зеркальным отображением права, но оно не соответствует ему – Ваша правая рукане помещается в Вашу левую перчатку.В химии эту «рукость» называют хиральностью. Хиральность молекулы влияет как этовзаимодействует с его средой, и различные хиральные формы той же молекулы могут иметьабсолютно различные эффекты.Хиральность важна в разработке лекарственного средства, потому что это может быть только право – или левозакрученныйверсия, имеющая желаемый эффект.
Возможно, самым известным примером хиральности, выдвигающей на первый план нежелательные побочные эффекты, является примерТалидомид, лекарство, прописанное беременным женщинам в 1950-х и 1960-х.
Одна хиральная форма Талидомида была эффективной при лечении утреннего недомогания во время беременности на ранних сроках,но другая форма предотвратила здоровый рост плода. Но лекарственное средство это пациенты полученосодержавший обе формы и более чем 10 000 детей во всем мире терпелись сокращенные илинедостающие конечности и другие дефекты.Таким образом идентификация правильной хиральной формы лекарственного средства могла быть критической. Определенные формы связывают сопределенные клеточные рецепторы, так гарантируя правильную хиральную версию присутствуют, определяет чистотуи эффективность конечного продукта.
Но проблема, когда лекарственное средство синтезируется, оба хиральныеформы сделаны в равных количествах.Лазеры, золотые наноструктуры и искривленный свет, чтобы выбрать хиральность молекулыИспользуя лучи поляризованного света один способ, из которого химики могут обнаружить различные хиральные формымолекулы. Различные хиральные формы той же молекулы крутят свет по-разному -производство «chiroptical эффекты».
Однако они типично очень слабы.Исследователи говорят, что, когда искривлено зажигают спички поворот наноструктур, сильные взаимодействия с хиральными молекулами могли возникнуть.Кредит изображения: Кредит: Венцислав ВалевНо при помощи мощных лазеров, ученые могут произвести второе гармоническое поколение (SHG)эффекты chiroptical, которые, как правило, являются тремя более сильными порядками величины.
И позже,ученые также развили суперискривленную форму света, названного «суперхиральный свет» этоувеличивает различные chiroptical эффекты что лево-и предназначенные для правой руки версии хиральныхмолекулы производят.Доктор Валев и коллеги сделали другой шаг к еще более сильным chiroptical эффектам путем обнаруженияпрямая связь между фундаментальными уравнениями для суперхирального света и SHG – комбинация этоони верят, может выдать рекордные эффекты, приводящие к очень высокой чувствительности для измеренияхиральная чистота препаратов.Они также далее улучшили чувствительность при помощи крошечных золотых структур – известный как plasmonicнаноструктуры – которые сосредотачивают свет на горячих точках на их поверхностях, где суперхиральный свет иSHG объединяют свои эффекты.В их отчете исследования они «выдвигают на первый план четыре различных стратегии, использовавшиеся, чтобы достигнутьгигант chiroptical эффекты в хиральных наноструктурах."
Они также представляют два примера того, что они описывают как «хиральные выключатели»:«Принимая во внимание, что в первом, переключая хиральность поступающего света вызывает аннулированиерукость в наноструктурах, во второй, переключая рукостьнаноструктуры вызывают аннулирование в хиральности коммуникабельного света."Доктор Валев говорит, «При помощи наноструктур, лазеров и этого уникального свойства скручивания света, насмог выборочно разрушить нежелательную форму молекулы, при отъезде желаемой формынезатронутый."
В июле 2013, сообщил, как исследователи в Швейцарии развили aсуперэкспресс-метод для использования бактерийнаноразмерные камертоны. В настоящее время некоторые анализы на идентификацию бактерий могут занять дни.
С aпроверьте на основе нано камертонов, исследователи полагают, что временные рамки для результатов были быуменьшите до минут, потенциально спася жизни пациентов, инфекции которых так тяжелы ониумрет, если они немедленно не получат правильного антибиотика.