Nylig foreslo Prof. Tianrui Zhais gruppe ved Beijing Institute of Technology (BIT) en teknikk for å bestemme enantiomert overskudd (ee) basert på optofluidisk mikrolasersingularitet (EP). Teknikken måler kiraliteten til enantiomerer ved å bruke polarisasjonen av EP-indusert enveis ekkoveggmodus (WGM) laser og oppdager den enantiomere konsentrasjonen ved hjelp av laserbølgelengden, noe som muliggjør direkte bestemmelse av ee under ukjente konsentrasjonsforhold, noe som ikke er mulig. med konvensjonelle metoder.
Fig. 1. a) Skjematisk diagram av en optofluidisk mikrolaser nær singularitetspunktet (EP) for bestemmelse av enantiomert overskudd. b) WGM-forbedret spinneffekt. c) Intensitetsvariasjoner av transversal magnetisk (TM) og transversal elektrisk (TE) modi indusert av rotasjon av laserpolarisering. d) Intensitetsvariasjoner av transversal magnetisk (TM) og transversal elektrisk (TE) modi indusert av rotasjon av laserpolarisering.
I moderne medisinsk kjemi er rensing og analyse av kirale legemidler avgjørende. Enantiomerene i kirale molekyler (dvs. venstre- og høyrehendte former av molekylet) kan ha svært forskjellige farmakologiske aktiviteter. Derfor er nøyaktig bestemmelse av ee, dvs. enantiomer renhetsbestemmelse, avgjørende for legemiddelsikkerhet og effekt. Konvensjonelle metoder krever vanligvis to forskjellige teknikker for å måle henholdsvis chiralitet og konsentrasjon, en tungvint og ineffektiv prosess. Denne studien er nyskapende ved at den gir én enkelt teknikk for å utføre begge oppgavene samtidig. I tillegg krever tradisjonelle analyser ofte dyrt utstyr og store mengder kjemiske reagenser med begrenset følsomhet.
Nylig foreslo Prof. Tianrui Zhais gruppe ved Beijing Institute of Technology (BIT) en teknikk basert på fotofluidisk mikro-laser EP-bestemmelse av ee. Kjernen i denne teknologien er en WGM-basert optofluidisk mikrolaser, som induserer ensrettet lasering av EP, noe som gjør det mulig for laseren å registrere både chiralitet og konsentrasjonsendringer av enantiomerer. Denne to-parameter analysen forenkler ikke bare de eksperimentelle trinnene, men forbedrer også følsomheten og nøyaktigheten til analysen betydelig.
Resultatene viser at denne nye metoden gir gode resultater ved påvisning av kirale forbindelser ved forskjellige ukjente konsentrasjoner. Spesielt ved bestemmelse av viktige bioaktive molekyler - som aminosyrer og sukkerarter. I tillegg har denne teknologien oppnådd bemerkelsesverdig suksess med å redusere reagensforbruket og forenkle driftsprosessen. Mens konvensjonelle metoder vanligvis bruker reagensvolumer i størrelsesorden milliliter, bruker denne metoden bare mikroliter reagens, noe som reduserer prøveforbruket med tre størrelsesordener. Dette har en positiv effekt på både forsøkskostnader og miljøvern.
Fig. 2. Kiralitet og konsentrasjonsdeteksjon av enantiomerer av åtte essensielle aminosyrer.
Denne studien gir ikke bare nye perspektiver i teorien, men viser også et stort potensial i praktiske anvendelser. Denne nye metoden forventes å spille en viktig rolle innen legemiddelutvikling, biokjemisk påvisning og miljøovervåking. Oppsummert gir denne studien ikke bare en ny metode for kiral analyse, men åpner også opp et nytt felt for biokjemisk kiral deteksjon ved bruk av optofluidiske mikrolasere. Med videreutvikling og anvendelse av denne teknologien forventes flere gjennombrudd å bli realisert innen medisinsk kjemi og bredere vitenskapelige felt.
