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新型奈米材料 可解決探索未來藥物類型所面臨的難題

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/09/16
巴斯大學開發的奈米材料,可以非常靈敏地檢測使用雷射的分子扭曲方向。圖片來源:Ventsislav Valev、Alex Murphy

英國巴斯大學科學家開發的一種新型奈米材料,可以解決科學家探索一些最有希望的未來藥物類型所面臨的難題。

研究奈米尺度的科學家,需要能夠測試稱為手性 (chirality)的分子扭曲方式,因為具有相同結構的鏡像分子可以具有非常不同的特性。例如,當一個方向扭曲時,一種分子氣味像檸檬,另一方面扭曲時則如柑桔。

在一些高價值的行業中,例如藥品、香水、食品添加劑和殺蟲劑,檢測這些扭曲尤為重要。

最近,已經開發出一類新的奈米級材料來幫助區分分子的手性。這些所謂的奈米材料,通常由微小的扭曲金屬線組成,這些金屬線本身就是手性的。

然而,很難將奈米材料的扭曲,與它們應該幫助研究的分子扭曲區分開來。

為了解決這個問題,巴斯大學物理系的團隊創造了一種既扭曲又不扭曲的奈米材料。這種奈米材料具有相同數量的相反扭曲 - 這意味著它們相互抵消。通常,在與光相互作用時,這種材料看起來沒有任何扭曲,然後如何優化與分子相互作用?

透過對材料對稱性的數學分析,該團隊發現了一些特殊情況,這些特殊情況可以使隱藏扭曲變為光,並允許非常敏感地檢測分子中的手性。

主要作者,巴斯大學物理系Ventsislav Valev教授說:「這項工作消除了整個研究領域的重要障礙,並為使用奈米材料分子中手性的超靈敏檢測鋪平了道路。」

負責這項研究的博士生Alex Murphy說:「分子手性是一個令人驚奇的研究特性。不但可以聞到手性,(如檸檬和柑桔相同但相反扭曲的分子氣味),又可以品嚐手性,因為阿斯巴甜是甜的,另一種則是無味的,還可以感受到手性,因為薄荷醇的一種扭曲給皮膚帶來涼爽的感覺,而另一種則沒有。很高興看到手性與雷射光顏色的相互作用表達出來。」

該研究發表在《Nanoscale Horizo​​ns》期刊上。