手性的顏色,利用光譜法區分手性分子

2020-12-03 儀器信息網

如何將吉他與小提琴區分開來?當然,這兩種樂器非常不同。但真正區分兩者的是他們之間聲音的差異。如果用這些樂器演奏相同的音符,它們聽起來是不同,因為除了演奏的音符之外,每個樂器還會發出一系列稱為「諧波」的微小音符。

四十年前,東安格利亞大學化學教授大衛安德魯斯認為,手性分子在散射光時會產生自己的「諧波」,這些「諧波」與色彩有關,而不是與聲音有關。安德魯斯認為,散射光中觀察到的顏色變化有助於區分分子扭曲的方式。

雖然該理論具有邏輯基礎,但仍未得到證實。科學家們試圖用天然分子來證明這一理論,但是其手性結構的光學性質一直未被觀察到。然而,現在,英國巴斯大學物理系教授Ventsislav Valev及其同事已經證明了這一物理效應的存在。

使用元分子(由銀製成的微小金屬彈簧),該團隊首次能夠觀察到超瑞利散射中的光學活動。儘管使用天然分子可以獲得相同的物理效應,但使用現有方法無法實現。

「我們使用的方法比傳統的手性測量方法靈敏度高10萬倍。儘管簡單,但這種方法非常穩健,並且消除了產生假陽性結果的可能性。」Valev解釋說。該團隊向玻璃容器內分散在水中的納米級銀彈發射雷射,改變雷射的圓偏振,由此產生的光散射效應能夠測量分子的手性。

Valev認為,製藥行業在確定藥物手性方面產生了大量的的廢物,使用他的團隊開發的技術可以大幅減少廢物的產生。


版權與免責聲明:

① 凡本網註明"來源:儀器信息網"的所有作品,版權均屬於儀器信息網,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。已獲本網授權的作品,應在授權範圍內使用,並註明"來源:儀器信息網"。違者本網將追究相關法律責任。

② 本網凡註明"來源:xxx(非本網)"的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在於傳遞更多信息,並不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,且不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。如其他媒體、網站或個人從本網下載使用,必須保留本網註明的"稿件來源",並自負版權等法律責任。

③ 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起兩周內與本網聯繫,否則視為默認儀器信息網有權轉載。

相關焦點

  • 全新手性表徵光能準確區分鏡像分子
    來源:科技日報科技日報北京10月31日電 (記者顧鋼)利用光是區分分子手性的最快方法,但普通光對分子手性僅能做出微弱反應。因此,分子手性在化學、生物學和藥物開發中至關重要。分子的一種變體可以治療疾病,但其鏡像分子(也稱為對映異構體)可能具有毒性甚至致命。區分鏡像手性分子極其困難。而光的電磁場振蕩沿其傳播方向繪製出螺旋形狀,根據光波的轉向是順時針還是逆時針,就可確定它是右旋還是左旋。手性分子可以不同的方式與其相互作用,但由光的波長給出的螺旋線的寬度大約是分子大小的1000倍。
  • 手性化合物絕對構型的確定方法
    手性分子絕對構型的確定是一個極其重要且長期存在的問題。目前確定手性分子絕對構型的方法主要有四類:(1) 有機化學法;(2) 核磁共振法;(3) X射線衍射法;(4) 光譜法,如旋光光譜法、圓二色譜、振動圓二色譜等。1. 有機化學法有機合成是最早的確定分子手性的方法,主要為化學相關法。
  • 同濟大學車順愛課題組在手性分子檢測方面取得重要進展
    >手性分子的定性和定量檢測,在分析科學、化學生物學、藥物和農藥等領域具有重要意義。但是傳統的光譜法和色譜法由於普適性不高、操作難度大以及設備昂貴等原因,在手性分子檢測領域受到很大的限制。因此,尋找新的手性響應性理論以及檢測技術仍然是一個挑戰。我校化學科學與工程學院車順愛教授團隊一直致力於新型手性純無機材料的研究,利用無機材料的各種手性響應性實現手性分子的識別和檢測。
  • 同濟大學科研團隊在國際頂級化學期刊發表論文,手性分子檢測方面
    手性分子的定性和定量檢測,在分析科學、化學生物學、藥物和農藥等領域具有重要意義。但是傳統的光譜法和色譜法由於普適性不高、操作難度大以及設備昂貴等原因,在手性分子檢測領域受到很大的限制。因此,尋找新的手性響應性理論以及檢測技術仍然是一個挑戰。
  • 研究人員首次在星際空間探測到手性分子
    新華社華盛頓6月14日電(記者林小春)美國研究人員14日報告說,他們在太陽系外的星際空間中首次發現一種被稱為「手性分子」的有機分子,這將有助於破解手性分子乃至生命在宇宙中的最初起源之謎。當兩種化合物的分子結構像人的左右手呈鏡像對稱,但又不能互相重疊,它們互為手性分子。這種特性讓兩種化合物在物理性質上相同,但在毒性等化學性質方面往往存在很大差異。互為手性分子的兩種分子結構中,根據結構方向被定義為左手手性或右手手性,通常有一種在自然界中居統治地位。
  • 電磁手性:從基本原理到手性光學
    目前,手性光學的應用方向主要有:1) 手性結構中的非線性效應,如二次諧波產生(SHG),作為結構對稱性的極其靈敏的探針,使我們能夠區分手性和各向異性效應。3)主動手性超材料,利用MEMS、相變材料、DNA導向的組裝等方法實現對超材料的手性的人為主動控制,在中紅外區偏振調製、熱成像和檢測方向開闢了新途徑和潛在應用,基於DNA技術更是促進了生命科學和生物化學智能探針的開發。
  • 確定分子手性有了新方法
    原標題:確定分子手性有了新方法  科技日報多倫多9月17日電 (記者馮衛東)分子就像手套一樣,也有所謂的左手和右手手性。但到目前為止,要確定某一分子具有左手還是右手手性是很困難的。  最為人熟知的分子手性現象體現在酸奶中,細菌培養物會產生左旋或右旋乳酸。在這兩種類型中,左旋乳酸要比右旋乳酸對腸道菌群產生更有益的影響。在其他物質中,右旋手性危害性更大,如左旋手性的青黴胺可有效對抗關節炎,而其鏡像形式則有毒。  但如何確定分子是左手還是右手手性?到目前為止,科學家們使用X射線分析法,僅能在固態晶體物質中直接確定手性。
  • 手性有機分子之最新天文觀測
    但奇怪的是,生物體內的手性分子都是單一手性的,或「左」或「右」,從來沒有同時存在過。地球生命的這種「單手性」現象是如何出現的?這一直是一個謎。不過現在,在太陽系外第一次發現的手性分子可能會給這個問題一個答案。
  • 新方法確定分子「左右手」手性
    原標題:確定分子手性有了新方法   分子就像手套一樣,也有所謂的左手和右手手性。但到目前為止,要確定某一分子具有左手還是右手手性是很困難的。在最新一期《科學》雜誌上,一隊來自加拿大、德國和瑞士的研究人員為這個具有150年歷史的古老難題提出了一個新的解決方案,這或將成為醫學研究的一項重大進展,為避免藥物的有害副作用帶來希望。
  • 科學家提出了生命分子的手性起源新假說,源自宇宙射線
    磁極化輻射優先電離一種「手性」,從而導致兩種互承鏡像的原始生命體之間的突變率略有不同。隨著時間的流逝,右旋的分子超越了右旋的的分子。圖片:西蒙斯基金會左手右手我們日常見到絕大多數生物,包括我們自己,都是左右對稱的。我們的左手和右手看起來完全一樣,左右手重疊到一起又完全不一樣,怎麼回事?
  • 利用電子自旋進行手性拆分
    對於兩種手性分子,它們在生理活性上往往是各自不同的,有些作用還是相反的。比如青黴素分子存在兩種手性分子,其中一種有藥效,另一種卻沒有。有些食品添加劑的兩種手性分子中,一種具有甜味,而另一種卻是苦味。由此可見,有關不對稱合成的研究具有非常重要的意義。
  • 科學網—左右大不同的手性分子
    手性現象在自然界廣泛存在,大到宇宙星雲,小到日常的螺殼。在微觀世界裡,有一大類分子存在手性異構體,它們互為映像,但不能重疊,這類分子被稱為手性分子。 大多數藥物的活性成分是手性分子,手性分子的兩個鏡像異構體可能具有明顯不同的生物活性,對人體的作用也截然不同。如何實現對手性分子的控制合成,成為擺在科學家面前的一道難題。
  • 納米可控手性光場產生方面研究獲進展
    近日,中國科學院西安光學精密機械研究所瞬態光學與光子技術國家重點實驗室研究員姚保利團隊在納米可控手性光場產生方面取得進展,相關研究成果在線發表於Nanoscale。手性指的是一種物體在二維平面內無法通過任何平移和旋轉而與其鏡像重合的不對稱性,廣泛存在於自然界和生命體中。手性分子通常以左手(左旋)和右手(右旋)形式成對出現,稱之為手性異構體或對映體。
  • 城市快報:科學家發現手性分子拆分利器
    有望降低手性藥物生產成本  (本報訊)南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室、藥學院陳瑤研究員課題組與化學學院張振傑教授、美國南佛羅裡達大學馬勝前教授攜手利用生物分子誘導的策略,設計合成了一類手性共價有機框架材料,並成功地應用於多種藥物、胺基酸等小分子的手性分離。
  • 新型「分手」利器可高效分離手性分子
    化學世界中,有一大類分子存在手性異構體,它們就像左右手,雖然看上去一模一樣,但完全不能重疊,這類分子被稱為「手性分子」。一些藥物中的手性分子的兩個鏡像異構體存在生物活性、代謝過程、毒性的顯著差別,有的更是「治病」和「致病」的天壤之別。因此,如何更為經濟、高效、便捷地將手性分子的「左右手」分開,獲取其中有益部分,成為化學界競相攻關的課題。
  • 中國科學報:左右大不同的手性分子
    手性現象在自然界廣泛存在,大到宇宙星雲,小到日常的螺殼。在微觀世界裡,有一大類分子存在手性異構體,它們互為映像,但不能重疊,這類分子被稱為手性分子。  大多數藥物的活性成分是手性分子,手性分子的兩個鏡像異構體可能具有明顯不同的生物活性,對人體的作用也截然不同。如何實現對手性分子的控制合成,成為擺在科學家面前的一道難題。
  • 西安光機所在納米可控手性光場產生方面取得進展
    日,中國科學院西安光學精密機械研究所瞬態光學與光子技術國家重點實驗室研究員姚保利團隊在納米可控手性光場產生方面取得進展,相關研究成果在線發表於Nanoscale。手性指的是一種物體在二維平面內無法通過任何平移和旋轉而與其鏡像重合的不對稱性,廣泛存在於自然界和生命體中。手性分子通常以左手(左旋)和右手(右旋)形式成對出現,稱之為手性異構體或對映體。
  • 上海有機所手性核磁共振「色譜」技術研究獲進展
    手性分子廣泛應用於醫藥、材料及生命等領域,快速確定手性樣品的組成對手性相關科學的發展十分重要。目前,常用的手性色譜分析技術基於分離,相對耗時,難於滿足高通量手性分析的需求。基於光譜方法(如圓二色光譜)可以避免分離,實現原位快速分析,但分析準確性易受微量雜質的幹擾。
  • 手性技術開掘分子合成新路
    □科學時報記者 黃辛 張建成    自然界是由各種各樣的物體構成的,手性是自然界的普遍特徵。構成自然界物質中的一些手性活性分子雖然從原子組成來看是一模一樣,但其空間結構完全不同,它們構成了實物和鏡像的關係,和人照鏡子一樣,也可以比作左右手的關係,所以叫手性分子。
  • 新型「分手」利器可高效分離手性分子—新聞—科學網
    生物分子COF 1作為手性固定相用於手性拆分(南開大學供圖) 化學界中,有一大類分子存在手性異構體,它們就像左右手,雖然看上去一模一樣,但完全不能重疊,這類分子被稱為「手性分子 一些藥物中的手性分子在生物活性、代謝過程和毒性等方面存在顯著差別,有的差異甚至如「治病」和「致病」這樣,是天壤之別。因此,如何更為經濟、高效、便捷地將手性分子的「左右手」分開,獲取其中有益部分,成為化學界競相攻關的課題。