一種全新的光結(jié)構(gòu)已經(jīng)被創(chuàng)造出來(lái)：手性渦旋

一種全新的光結(jié)構(gòu)剛剛出現(xiàn)，稱為手性渦旋——其背后的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表示，它可能在開(kāi)發(fā)新藥和準(zhǔn)確診斷疾病.

顧名思義，新光束采用標(biāo)準(zhǔn)光漩渦，其中光線在傳播時(shí)呈螺旋狀，并添加手性：分子和離子可以具有它們?cè)谧笫只蛴沂昼R像配置中的位置（就像人的手一樣）。

使光在每個(gè)點(diǎn)上都是手性的，這意味著科學(xué)家可以以高靈敏度測(cè)量分子的手性。分子的“慣用手”可以顯著變化它們的相互作用和行為方式，這可能意味著分子對(duì)身體有益或有害之間的差異。

“前沿研究表明，左分子與右分子的相對(duì)濃度可以作為癌癥、腎臟和腦部疾病的生物標(biāo)志物，”說(shuō)來(lái)自德國(guó)馬克斯·伯恩研究所的物理學(xué)家?jiàn)W爾加·斯米爾諾娃。

除了識(shí)別疾病外，手性也是藥物開(kāi)發(fā)的重要組成部分。原子排列不同的藥物最終可能會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果，而這可能會(huì)歪斜科學(xué)研究并導(dǎo)致毀滅性的健康后果.

新技術(shù)旨在防止這些錯(cuò)誤。當(dāng)手性渦旋與手性分子相互作用時(shí)，分子發(fā)射光子。通過(guò)測(cè)量這些光子的模式，科學(xué)家可以準(zhǔn)確了解涉及多少左旋和右旋分子。

雖然有已經(jīng)的方式在測(cè)量分子中的手性時(shí)，研究人員希望手性渦旋比我們現(xiàn)有的更可靠、更準(zhǔn)確、更便宜——需要更小的樣本量來(lái)獲得更好的結(jié)果。然而，它仍然需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和擴(kuò)大規(guī)模。

“傳統(tǒng)的手性測(cè)量方法一直難以確定含有幾乎相等量的右旋和左旋分子的樣品中的濃度，”說(shuō)來(lái)自馬克斯伯恩研究所的物理學(xué)家尼古拉·梅爾 （Nicola Mayer）。

“使用我們的新方法，可以檢測(cè)到任一鏡面孿生體濃度的微小過(guò)量，這可能足以改變生活?！?/p>

我們不確定手性最初是如何出現(xiàn)的，但它可能已經(jīng)出現(xiàn)源自深空，然后在地球上生活的許多不同方面發(fā)揮深遠(yuǎn)的作用。擁有能夠更好地檢測(cè)手性分子的儀器將是向前邁出的一大步。

這也是一項(xiàng)可能在其他領(lǐng)域有用的技術(shù)——從理解光和物質(zhì)之間的基本相互作用，到控制化學(xué)反應(yīng)帶燈.

“這些信號(hào)還可以提供電子如何以自然速度在分子內(nèi)移動(dòng)的快照，”說(shuō)邁爾?！斑@種理解可以為塑造電子的行為奠定基礎(chǔ)，甚至最終影響與光的化學(xué)反應(yīng)?！?/p>

該研究已發(fā)表在Nature Photonics.

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