Наскоро групата на проф. Tianrui Zhai в Пекинския технологичен институт (BIT) предложи техника за определяне на енантиомерния излишък (ee) въз основа на оптофлуидна микролазерна сингулярност (EP). Техниката измерва хиралността на енантиомерите чрез използване на поляризацията на EP-индуциран лазер с еднопосочен режим на ехо стена (WGM) и открива енантиомерната концентрация по дължината на вълната на лазера, което позволява директно определяне на ee при неизвестни условия на концентрация, което не е възможно с конвенционални методи.
Фигура 1. а) Схематична диаграма на оптофлуиден микролазер близо до сингулярната точка (EP) за определяне на енантиомерния излишък. b) WGM-подсилен въртящ ефект. c) Вариации на интензитета на напречните магнитни (TM) и напречните електрически (TE) модове, индуцирани от въртене на лазерна поляризация. d) Вариации на интензитета на напречните магнитни (TM) и напречните електрически (TE) модове, индуцирани от въртене на лазерна поляризация.
В съвременната медицинска химия пречистването и анализът на хиралните лекарства са от решаващо значение. Енантиомерите в хиралните молекули (т.е. лявата и дясната форма на молекулата) могат да имат много различни фармакологични активности. Следователно, точното определяне на ее, т.е. определяне на енантиомерна чистота, е от съществено значение за безопасността и ефикасността на лекарството. Конвенционалните методи обикновено изискват две различни техники за измерване съответно на хиралност и концентрация, тромав и неефективен процес. Настоящото изследване е иновативно, тъй като предоставя една единствена техника за изпълнение на двете задачи едновременно. В допълнение, традиционните анализи често изискват скъпо оборудване и големи количества химични реагенти с ограничена чувствителност.
Наскоро групата на проф. Tianrui Zhai в Пекинския технологичен институт (BIT) предложи техника, базирана на фотофлуидно микролазерно EP определяне на ее. Ядрото на тази технология е оптофлуиден микролазер, базиран на WGM, който индуцира еднопосочно излъчване от EP, позволявайки на лазера да усети както хиралността, така и промените в концентрацията на енантиомерите. Този двупараметърен анализ не само опростява експерименталните стъпки, но също така значително подобрява чувствителността и точността на анализа.
Резултатите показват, че този нов метод се представя добре при откриването на хирални съединения при различни неизвестни концентрации. Особено при определянето на важни биоактивни молекули - като аминокиселини и захари. В допълнение, тази технология постигна забележителен успех в намаляването на консумацията на реагент и опростяването на работния процес. Докато конвенционалните методи обикновено използват обеми на реагента от порядъка на милилитри, този метод изразходва само микролитри реагент, намалявайки потреблението на пробата с три порядъка. Това има положителен ефект както върху експерименталните разходи, така и върху опазването на околната среда.
Фиг. 2. Откриване на хиралност и концентрация на енантиомери на осем основни аминокиселини.
Това изследване не само предоставя нови перспективи в теорията, но също така показва голям потенциал в практически приложения. Очаква се този нов метод да играе важна роля в областта на разработването на лекарства, биохимичното откриване и мониторинга на околната среда. В обобщение, това изследване не само предоставя нов метод за хирален анализ, но също така отваря нова област на биохимично хирално откриване с помощта на оптофлуидни микролазери. С по-нататъшното развитие и прилагане на тази технология се очаква да бъдат реализирани повече пробиви в медицинската химия и по-широки научни области.
