Недавно группа профессора Тяньруя Чжая из Пекинского технологического института (BIT) предложила метод определения энантиомерного избытка (ee) на основе сингулярности оптофлюидного микролазера (EP). Этот метод измеряет хиральность энантиомеров с использованием поляризации лазера с однонаправленной эхо-стенкой (WGM), индуцированной EP, и определяет концентрацию энантиомеров по длине волны лазера, что позволяет напрямую определять ee в неизвестных условиях концентрации, что невозможно. обычными методами.
Рис. 1. а) Принципиальная схема оптофлюидного микролазера вблизи точки сингулярности (ТП) для определения энантиомерного избытка. б) Эффект вращения, усиленный WGM. в) Изменение интенсивности поперечных магнитных (ТМ) и поперечных электрических (ТЕ) мод, вызванных вращением поляризации лазера. г) Изменение интенсивности поперечных магнитных (ТМ) и поперечных электрических (ТЕ) мод, вызванных вращением поляризации лазера.
В современной медицинской химии решающее значение имеют очистка и анализ хиральных препаратов. Энантиомеры в хиральных молекулах (т.е. левая и правая формы молекулы) могут иметь очень разную фармакологическую активность. Следовательно, точное определение ее, т.е. определение энантиомерной чистоты, имеет важное значение для безопасности и эффективности лекарственного средства. Обычные методы обычно требуют двух разных методов измерения хиральности и концентрации соответственно, что является громоздким и неэффективным процессом. Настоящее исследование является новаторским, поскольку оно предлагает единый метод для одновременного выполнения обеих задач. Кроме того, традиционные анализы часто требуют дорогостоящего оборудования и большого количества химических реагентов с ограниченной чувствительностью.
Недавно группа профессора Тяньжуя Чжая из Пекинского технологического института (BIT) предложила метод, основанный на фотофлюидном микролазерном определении EE. Ядром этой технологии является оптофлюидный микролазер на основе WGM, который вызывает однонаправленную генерацию с помощью EP, позволяя лазеру обнаруживать как хиральность, так и изменения концентрации энантиомеров. Этот двухпараметрический анализ не только упрощает экспериментальные этапы, но и значительно повышает чувствительность и точность анализа.
Результаты показывают, что этот новый метод хорошо работает при обнаружении хиральных соединений в различных неизвестных концентрациях. Особенно при определении важных биоактивных молекул, таких как аминокислоты и сахара. Кроме того, эта технология позволила добиться значительных успехов в снижении расхода реагентов и упрощении рабочего процесса. В то время как в традиционных методах обычно используются объемы реагентов порядка миллилитров, этот метод потребляет только микролитры реагента, что снижает расход образца на три порядка. Это положительно влияет как на стоимость эксперимента, так и на защиту окружающей среды.
Рис. 2. Определение хиральности и концентрации энантиомеров восьми незаменимых аминокислот.
Это исследование не только открывает новые перспективы в теории, но и показывает большой потенциал в практическом применении. Ожидается, что этот новый метод сыграет важную роль в области разработки лекарств, биохимического обнаружения и мониторинга окружающей среды. Таким образом, это исследование не только обеспечивает новый метод хирального анализа, но также открывает новую область биохимического хирального обнаружения с использованием оптофлюидных микролазеров. Ожидается, что дальнейшее развитие и применение этой технологии приведет к новым прорывам в медицинской химии и более широких научных областях.
