突破性技术可准确检测分子的“惯性”

可以确定分子是以左手还是右手形式存在的新技术可能具有多种实际应用，可能会导致新的和改进的药物，诊断方法和杀虫剂。

科学家们首次展示了快速，可靠并同时识别混合物中不同分子的“手性”的能力。

这项由诺丁汉大学和阿姆斯特丹大学（VU Amsterdam）的化学家领导的研究，并已发表在学术期刊《自然通讯》上，该研究可以提供一种新技术，以轻松地区分分子是以左手还是右手形式存在的分子。

突破对于开发可用于各种行业的有效分子可能很重要-从开发更安全的新药和疾病诊断到毒性较小的农药，无所不包。

除了彼此精确的镜像外，许多分子都以基本上相同的形式存在。这些所谓的手性分子在生物系统中仅以一种形式存在是很普遍的，尽管科学家仍然不完全理解为什么。例如，尽管两种形式的氨基酸分子（生命本身的组成部分）都可以在实验室中制成，但实际上它们仅以惯用左手的形式出现。

这些生物分子的手性也强烈影响它们与其他分子例如手性药物相互作用的方式。目前，生产的所有药物中，有超过50％仅以其双手形式之一起作用。

生命的化学

负责这项研究的大学化学学院化学物理教授Ivan Powis博士说：“它与糖和更大的大分子（如DNA）相似。人们会熟悉双螺旋，但可能没有意识到，除了极少数情况下，双螺旋总是朝着同一方向旋转。

“生命的化学性质是对手性的选择性。就像有一对手套只能戴在相应的手上。同样，很难用您的右手摇别人的左手-分子相互作用也是如此。如果您有一个惯用左手的分子，它将优先考虑它是否与惯用左手或惯用右手的分子相互作用。”

手感很重要，因为它会影响其他相同分子的特性和功能，而这些分子的影响可能足够大，以至于人体无法检测到。

一个典型的例子是数百个分子对，其中左手和右手形式的气味完全不同。柠檬烯分子-在多种家用清洁产品中用作柑橘香精和脱脂剂-因其根据分子特定形式的使用习惯而闻到橙子或柠檬的能力而闻名。

在药品中，上手性至关重要，因为一种分子形式可以产生有效的结果，而另一种形式则可能导致相关的（严重的）副作用，例如，众所周知，服用这种药物的孕妇婴儿的四肢畸形。沙利度胺药物可缓解1960年左右发生的晨吐。

现有的区分左和右形式的方法称为圆二色性，涉及将分子暴露于圆偏振光并检测分子吸收光的方式之间的差异。但是区别效果微弱-很小的百分比-因此该技术难以接近人鼻的敏感性。

最新研究表明，一种快速的新技术可用于识别手性分子的惯用性，从而具有更明显的效果和更高的准确性。

大众选择的光电子圆二色性（MS-PECD）使用激光产生的圆偏振光来使分子电离-使用一对光子将电子从手性分子中敲除，留下带正电的离子。

通过跟踪电子离开分子时所采取的方向（沿着激光束前进或后退），可以区分左手分子和右手分子，其准确度高达百分之几十，而不是百分之一的分数。

应用范围广

这与质谱实验相结合，在该实验中，将小的电势施加到带负电的电子和带正电的离子上，从而将它们沿相反的方向抽出。科学家寻求同时检测离子和电子-同时到达检测器的离子很可能来自同一分子。可以测量离子的质量并将其与其配对电子匹配。通过组合使用这些方法，可以同时识别单个分子的惯用性和混合物中惯用左手和惯用右手的分子的比例。

科学家可以使用基于气体的样品，而不是溶液中的高浓度样品，并且该技术更加详细-通过查看所涉及的能量，科学家可以看到该分子的许多其他信息，不仅是左手还是右手，而且其形状分子已经摄取了什么以及它是否与其他分子相互作用。

该技术可能具有广泛的应用范围。除了开发有效的新药和对包括癌症在内的疾病进行诊断的方法之外，它还可能使用专门为吸引传粉媒介或驱除破坏性昆虫而定制的信息素来产生新的“绿色”农药。

一些植物和树木在受到压力时也会释放出手性分子，而用于确定空气样本中浓度的检测器可用于监测我们不断变化的生态。

在食品工业中，该技术可以使公司改善我们消费的食品和饮料的风味。

通过相关电子成像-离子质谱法对多组分混合物进行对映异构体特异性分析的研究，由荷兰科学研究组织化学科学部资助，并获得了欧洲激光实验室激光实验室和欧洲居委会的支持，以及居里夫人的初步培训网络ICONIC。