«В фармацевтике возможность перехода молекулы из одной хиральности в другую, используя свет вместо влажной химии, была бы мечтой», — говорит профессор Рейнхард Дёрнер из Института атомной физики Университета им. Гёте. Его докторант Килиан Фехре приблизил эту мечту на шаг ближе к ее осуществлению. Его наблюдение: формирование правого или левого варианта зависит от направления, с которого лазерный свет попадает на инициатора.
Для своего эксперимента Килиан Фехре использовал плоскую молекулу муравьиной кислоты. Он активировал его интенсивным, циркулярно поляризованным лазерным импульсом, чтобы перевести его в киральную форму. В то же время излучение заставило молекулу разбиться на ее атомные компоненты. Для эксперимента необходимо было уничтожить молекулу, чтобы можно было определить, была ли создана дублированная или зеркальная версия.
Для анализа Fehre использовал «реакционный микроскоп» (метод COLTRIMS), разработанный в Институте атомной физики. Это позволяет исследовать отдельные молекулы в молекулярном пучке. После взрывного разрушения молекулы данные, предоставленные детектором, могут быть использованы для точного расчета направления и скорости путей фрагментов. Это позволяет реконструировать пространственную структуру молекулы.
Чтобы в будущем создать хиральные молекулы с желаемой хиральностью, необходимо обеспечить одинаковую ориентацию молекул в отношении циркулярно поляризованного лазерного импульса. Этого можно достичь, предварительно ориентируя их с помощью длинноволнового лазерного излучения .
Это открытие также может сыграть решающую роль в создании больших количеств молекул с равномерной хиральностью. Тем не менее, исследователи считают, что в таких случаях, скорее всего, будут излучаться жидкости, а не газы. «Нам предстоит проделать большую работу, прежде чем мы доберемся до этого», — считает Килиан Фехре.
Обнаружение и манипулирование киральными молекулами с использованием света является целью приоритетной программы, которая носит запоминающееся название «ELCH» и которая финансируется Немецким исследовательским советом с 2018 года. Ученые из Касселя, Марбурга, Гамбурга и Франкфурта объединили свои усилия в этой программе. «Долгосрочное финансирование и тесное сотрудничество с приоритетной программой предоставляют нам необходимые ресурсы для обучения контролю хиральности в большом классе молекул в будущем», — заключает Маркус Шеффлер, один из менеджеров франкфуртских проектов приоритетной программы.
Теги: лазер
