Een nieuwe methode om de structuur van moleculen gevoelig te meten, is aangetoond door laserlicht te draaien en te richten op minuscule gouden roosters om golflengten te scheiden.

De techniek kan mogelijk worden gebruikt om de structuur en zuiverheid van moleculen in geneesmiddelen te onderzoeken, landbouwchemicaliën, voedingsmiddelen en andere belangrijke producten gemakkelijker en goedkoper dan bestaande methoden.

Ontwikkeld door natuurkundigen aan de Universiteit van Bath, werken met collega's van de University of Cambridge en University College London, de techniek berust op het merkwaardige feit dat veel biologische en farmaceutische moleculen zowel 'linkshandig' als 'rechtshandig' kunnen zijn.

Hoewel dergelijke moleculen uit exact dezelfde elementen zijn opgebouwd, kunnen ze in spiegelbeelden van elkaar worden gerangschikt, en deze configuratie verandert hun eigenschappen soms drastisch.

Het is bekend dat het medicijn tegen ochtendmisselijkheid Thalidomide geboorteafwijkingen en sterfgevallen bij baby's veroorzaakte voordat het in de jaren zestig van de markt werd gehaald. Onderzoek toonde aan dat het medicijn in twee spiegelbeelden bestond - de rechtshandige vorm was effectief als medicijn tegen ochtendmisselijkheid, maar de linkshandige vorm was schadelijk voor de foetussen. Dit is een voorbeeld van waarom het testen van wat 'handigheid', of chiraliteit, een molecuul heeft is essentieel voor veel waardevolle producten.

Het onderzoeksteam van het Centrum voor Fotonica en Fotonische Materialen, en het Centrum voor Nanowetenschappen en Nanotechnologie aan de Universiteit van Bath, gebruikte een speciale in-house ingebouwde witlichtlaser en stuurde deze door verschillende optische componenten om een ​​draai aan de straal te geven. De gedraaide laserstraal raakt dan een nanoscopisch U-vormig gouden rooster dat dient als sjabloon voor het licht, verder draaien van de balk in een rechts- of linkshandige richting. Dit buigt de straal in vele richtingen af ​​en splitst deze verder in de samenstellende golflengten over het kleurenspectrum.

Door het afgebogen licht zorgvuldig te meten, kunnen wetenschappers kleine verschillen in intensiteit over het spectrum detecteren, wat hen informeert over de chiraliteit van het rooster waarmee de laserstraal interageert.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde optische materialen , demonstreert de techniek als een proof of principle.

Christian Kuppe, de promovendus die de experimenten heeft uitgevoerd, zei:"Op dit moment vereist chirale detectie hoge moleculaire concentraties omdat je op zoek bent naar kleine verschillen in hoe het licht interageert met het doelmolecuul.

"Door onze gouden roosters te gebruiken, willen we een veel kleinere hoeveelheid moleculen gebruiken om een ​​zeer gevoelige test van hun handigheid uit te voeren. De volgende stap zal zijn om de techniek te blijven testen met een reeks bekende chirale moleculen.

"We hopen dat dit een waardevolle manier wordt om echt belangrijke tests uit te voeren op allerlei producten, waaronder farmaceutische producten en andere hoogwaardige chemicaliën."

Dr. Ventsislav Valev, die toezicht hield op het werk, zei:"Er is veel wetenschappelijke opwinding over miniaturisatie en het werken aan nano-dimensies op zeer kleine schaal. in de haast om zo klein mogelijk te gaan, sommige kansen zijn over het hoofd gezien. Het werken met chirale nanoroosters is daar een mooi voorbeeld van."