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奈米級光學感測器檢測分子對掌性(Chirality)提高四倍

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科技產業資訊室 - 謝威翔 發表於 2018年7月27日

圖、奈米級光學感測器檢測分子對掌性(Chirality)提高四倍

相同分子的組成可以有不同結構,如同左手跟右手非常相似,但其實互為鏡像且無法重疊,這種分子性質就稱為對掌性(Chirality),或稱為手性。由於非常相似,有時幾乎難以區分,但又有不同化學性質,尤其是在生物體內的生化反應,確定對掌性對於藥物開發非常重要。

科學家一直在努力確定左旋或右旋分子是否具有獨特功能,物理上,它們的性質如長度、重量、密度、彈性等幾乎相同。University of Central Florida的研究團隊設計了一種奈米結構的光學感測器,這種感測器首次可以有效地檢測分子對掌性。
 
研究團隊找到了一種新方法,讓光和他們所設計的特殊奈米結構之間的相互作用,來產生一種對掌性光場,稱為超級對掌光(superchiral light)。其奈米結構不具有幾何對掌性,但它可以依據需求產生兩個相反的左旋或右旋光。當光和物質的對掌性匹配時,就像人類互用右手握手一樣,可以成功識別物體。因此該旋轉光場具有探測和識別任何手性分子如藥物、蛋白質或DNA的能力。
 
這種檢測在藥物開發中十分有用,因為在藥物合成過程中常常發現會同時出現左旋跟右旋化合物,而在生物體攝取所需藥物活性成分時,若出現期反向的化合物可能會產生毒性或產生其他的副作用。因此,利用能夠檢測分子的對掌性,將能更容易的確認藥物導致副作用的成因。
 
在這項初步研究中,研究團隊證明對掌性分子檢測靈敏度是傳統技術的4倍,也不須繁瑣冗長的樣品製備,該研究發表在Physical Review Letters期刊。(580字;圖1)

 
參考資料:
New optical sensor can determine if molecules are left or right 'handed'. Biophotonics.World,2018/7/10
Superchiral Light Generation on Degenerate Achiral Surfaces. Physical Review Letters,2018/3/28


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