Bir çox molekul, sol və sağ əllər kimi, bir-birinin güzgü görüntüsü olan iki formada olur. Bu molekulyar əkizlər, demək olar ki, eyni görünsələr də, xüsusən də canlı sistemlərdə və dərmanlarda kəskin şəkildə fərqli davranırlar. Bu enantiomerləri (həmçinin kiral molekullar adlanır) bir-birindən ayırmaq böyük bir elmi və texnoloji problem olaraq qalmışdır.

Molekulyar əlliliyi anlamağın bir yolu vint və qayka haqqında düşünməkdir. Sağ əlli vint sağ əlli yivlə uyğun gəlir, sol əlli vint isə uyğun gəlmir. Tədqiqatçılar artıq xüsusi formalı işığın molekulların əlliliyindən asılı olaraq fərqli şəkildə qarşılıqlı təsir göstərərək oxşar tipli yivli zond kimi çıxış edə biləcəyini göstəriblər.

Lazer İşığına Bir Dəyişiklik Vermək

Tata Fundamental Tədqiqatlar İnstitutu, Mumbaydakı Hindistan Texnologiya İnstitutu və Haydarabaddakı Hindistan Texnologiya İnstitutunun alimləri fırlanmaqdan daha çox şey edən, həmçinin irəlilədikcə bükülən işıq yaradıblar.

Bu strukturlaşdırılmış işıq kiral molekuluna dəydikdə, qarşılıqlı təsir işığın “bükülməsinin” molekulun təbii ötürmə qabiliyyəti ilə necə uyğunlaşmasından asılı olaraq dəyişir. Bu, hansı güzgü görüntü formasının mövcud olduğunu müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilən ölçülə bilən bir fərq yaradır.

Molekulların Aşkarlana Bilən Fraqmentlərə Parçalanması

Təcrübələr TIFR Haydarabaddakı lazer müəssisəsində aparılıb. Tədqiqatçılar tanınmış kiral molekulu olan R- və ya S-Camphor-un qaz halındakı nümunələrinə diqqətlə idarə olunan fırlanma və burulma ilə ultraqısa lazer impulslarını (bir neçə yüz f/s) yönəldiblər.

Lazer impulsları molekulların yüklü fraqmentlərə parçalanmasına səbəb oldu. Daha sonra alimlər bu fraqmentləri uçuş vaxtı kütlə spektrometri ilə araşdırdılar. Bu cihaz ionların detektora nə qədər tez çatdığını ölçməklə müəyyən edir. Daha yüngül fraqmentlər ağır fraqmentlərdən daha tez çatır.

Komanda əsas bir qanunauyğunluq müşahidə etdi. Yaranan fraqmentlərin sayı işığın burulması və molekulun hərəkətliliyinin kombinasiyasına uyğun olaraq dəyişdi. Sadəcə fraqmentlərin sayını müqayisə etmək tədqiqatçılara iki güzgü görüntüsü formasını bir-birindən ayırmağa imkan verdi.

Molekulyar Əlliliyi Aşkarlamağın Daha Sadə Bir Yolu

Xirallığı aşkar etmək üçün ənənəvi üsullar çox vaxt molekulların işığı necə udmasında son dərəcə kiçik fərqləri ölçür. Digər üsullar elektronların yayılma istiqamətlərini izləyir. Bu yanaşmalar mürəkkəb avadanlıq, dəqiq hizalanma, bucaq ölçmələri və ya təsadüf aşkarlamasını tələb edə bilər.

Yeni texnika kirallığı birbaşa ion siqnalları vasitəsilə müəyyən edir. Bu, mürəkkəb ölçmələrə ehtiyacı azaldır və eyni zamanda həssaslığı artırır.

Kənar müdaxilə olmadan molekulların öyrənilməsi

Tədqiqatçılar molekulları qaz fazasında araşdırdılar, burada onlar həlledicilər və səthlər kimi xarici təsirlərdən ayrıldı. Bu, strukturlaşdırılmış işıq və molekulyar forma arasındakı əsas qarşılıqlı təsiri daha birbaşa müşahidə etməyə imkan verdi.

Bükülmüş işıq iki enantiomer arasındakı fərqi də gücləndirdi. Nəticədə, siqnallar ənənəvi optik üsullarla istehsal edilən siqnallardan daha böyük idi.

Bükülmüş İşığın Kiral Molekullarla Uyğunlaşdırılması

Nəticələr işıq və maddə arasındakı “ipləri uyğunlaşdırmaq” üçün yeni bir yol təqdim edir. Bükülmüş lazer şüalarından zond kimi istifadə etməklə, elm adamları molekulyar əlliliyi daha asan və dəqiq müəyyən edə bilərlər.

Bu metod kimya, biologiya və əczaçılıq elmində yeni imkanlar yarada bilər. Bu sahələrdə düzgün enantiomerin seçilməsi vacib ola bilər, çünki eyni molekulun iki güzgü görüntüsü versiyası çox fərqli bioloji və ya tibbi təsirlərə malik ola bilər.