扭曲雷射可以分離鏡像分子

理解分子手的一種方法是將其視為螺絲和螺母。右旋螺絲適合右旋螺紋，而左旋螺絲則不適合。研究人員現在已經證明，獨特形狀的光可以充當類似的線探針，根據手的不同，以不同的方式影響分子之間的相互作用。

透過讓雷射旋轉

來自塔塔基礎研究所、孟買印度理工學院和海得拉巴印度理工學院的科學家設計了一種不僅僅是旋轉的燈。當它向前移動時，它也會扭曲。

當這種結構光照射到手性分子時，相互作用會發生變化，這取決於光的「自旋」如何與分子的自然旋向相符。這會產生可測量的差異，可用於識別存在哪種鏡像形狀。

將分子分解成可檢測的部分

實驗是在 TIFR 海得拉巴的雷射設施中進行的。研究人員透過仔細控制 R- 或 S-Canfor（已知的手性分子）的扭曲，將超短雷射脈衝（數百飛秒）引導到氣體樣本中。

雷射脈衝使分子分裂成帶電碎片。然後，科學家們用飛行時間質譜儀分析了這些碎片，這種儀器透過測量離子到達探測器的速度來識別離子。較輕的零件比較重的零件更早到達。

團隊發現了一個關鍵模式。產生的碎片數量因光的彎曲和分子的旋向性的組合而異。透過比較碎片的數量，研究人員能夠區分兩種形式的鏡像。

檢測分子慣用手的更簡單方法

傳統的手性檢測方法通常測量分子吸收光的方式的非常小的差異。其他技術則追蹤電子發射的方向。這些方法可能需要複雜的設備、精確的對準、角度測量或重合檢測。

新技術直接透過離子訊號識別手性。這減少了對複雜測量的需求，同時提高了靈敏度。

無需外部幹擾即可分析分子

研究人員研究了氣相中的分子，使它們免受溶劑和表面等外部影響。這使得可以直接觀察結構光和分子形狀之間的潛在相互作用。

扭曲的光也加強了兩種對映體之間的差異。所得訊號高於傳統光學方法產生的訊號。

扭曲光與手性分子的結合

研究結果引入了一種光與物質之間「匹配字串」的新方法。透過使用扭曲的雷射光束作為探針，科學家將能夠更容易、更精確地識別分子手。

該方法可能會為化學、生物學和製藥科學帶來新的機會。在這些領域，選擇正確的對映體至關重要，因為同一分子的兩個鏡像版本可能具有截然不同的生物或醫學效果。