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相同化学成分的分子可以以两种不同的形状存在

2019-01-11 15:36:06 • 来源：

在自然界中，某些具有相同化学成分的分子可以以两种不同的形状存在，这两种形状是彼此的镜像，就像我们的手一样。该性质被称为“手性”，具有不同手性的分子称为对映体。对映体可以表现出完全不同的化学或生物学性质，并且将它们分离是药物开发和医学中的主要问题。

通常用于检测对映体的方法是圆二色性(CD)光谱法。它利用了这样一个事实，即偏振成圆形波(如漩涡)的光被左手和右手对映体不同地吸收。稳态CD光谱是(生物)化学分析中的主要结构工具。

在它们的功能期间，生物分子经历结构变化，影响它们的手性性质。实时探测这些(即1皮秒和1纳秒之间)提供了它们的生物学功能的视图，但这在深紫外光谱(波长低于300nm)中具有挑战性，其中大多数生物相关分子如氨基酸， DNA和肽螺旋吸收光。

这种限制是由于缺乏足够的脉冲光源和敏感的检测方案。但现在，洛桑超快科学中心(EPFL)的Majed Chergui小组开发了一种装置，可以通过CD光谱法以0.5皮秒的分辨率显示(生物)分子的手性响应。

该装置使用光弹性调制器，这是一种可以控制光偏振的光学装置。在该系统中，调制器允许在深UV范围(250-370nm)内的20kHz飞秒脉冲序列的逐次极化切换。然后可以记录在用短激光脉冲激发后在可变时间延迟下分子手性的变化。

“氨基酸残基和DNA碱基吸收300 nm以下的光，”该论文的第一作者Malte Oppermann说。“这个设置是第一个覆盖这个区域的，我们成功地在模型分子系统上进行了测试。我们的下一个目标是转向更大的生物系统，如DNA寡聚体。”

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