Nedávno skupina profesora Tianrui Zhaie z Pekingského technologického institutu (BIT) navrhla techniku pro stanovení enantiomerního přebytku (ee) založenou na singularitě optofluidního mikrolaseru (EP). Tato technika měří chiralitu enantiomerů pomocí polarizace laseru s jednosměrným echo stěnovým módem (WGM) a detekuje enantiomerní koncentraci pomocí vlnové délky laseru, což umožňuje přímé stanovení ee za neznámých koncentračních podmínek, což není možné. s konvenčními metodami.
Obr. 1. a) Schéma optofluidního mikrolaseru v blízkosti bodu singularity (EP) pro stanovení enantiomerního přebytku. b) WGM-enhanced spin effect. c) Změny intenzity příčných magnetických (TM) a příčných elektrických (TE) módů indukované rotací laserové polarizace. d) Změny intenzity příčných magnetických (TM) a příčných elektrických (TE) módů indukované rotací laserové polarizace.
V moderní lékařské chemii je čištění a analýza chirálních léčiv zásadní. Enantiomery v chirálních molekulách (tj. levá a pravotočivá forma molekuly) mohou mít velmi odlišné farmakologické aktivity. Proto je přesné stanovení ee, tj. stanovení enantiomerní čistoty, zásadní pro bezpečnost a účinnost léčiva. Konvenční metody obvykle vyžadují dvě různé techniky pro měření chirality a koncentrace, což je těžkopádný a neefektivní proces. Tato studie je inovativní v tom, že poskytuje jedinou techniku pro splnění obou úkolů současně. Tradiční testy navíc často vyžadují drahé vybavení a velké množství chemických činidel s omezenou citlivostí.
Nedávno skupina profesora Tianrui Zhaie z Pekingského technologického institutu (BIT) navrhla techniku založenou na stanovení ee fotofluidním mikrolaserem. Jádrem této technologie je optofluidní mikrolaser na bázi WGM, který indukuje jednosměrné lasování pomocí EP, což umožňuje laseru snímat změny chirality i koncentrace enantiomerů. Tento dvouparametrový test nejen zjednodušuje experimentální kroky, ale také významně zlepšuje citlivost a přesnost testu.
Výsledky ukazují, že tato nová metoda funguje dobře při detekci chirálních sloučenin v různých neznámých koncentracích. Zejména při stanovení důležitých bioaktivních molekul – jako jsou aminokyseliny a cukry. Kromě toho tato technologie dosáhla pozoruhodného úspěchu při snižování spotřeby činidel a zjednodušení provozního procesu. Zatímco konvenční metody obvykle používají objemy činidel v řádu mililitrů, tato metoda spotřebovává pouze mikrolitry činidla, což snižuje spotřebu vzorku o tři řády. To má pozitivní vliv jak na náklady na experimenty, tak na ochranu životního prostředí.
Obr. 2. Chiralita a detekce koncentrace enantiomerů osmi esenciálních aminokyselin.
Tato studie poskytuje nejen nové perspektivy v teorii, ale také ukazuje velký potenciál v praktických aplikacích. Očekává se, že tato nová metoda bude hrát důležitou roli v oblasti vývoje léčiv, biochemické detekce a monitorování životního prostředí. Stručně řečeno, tato studie poskytuje nejen novou metodu pro chirální analýzu, ale také otevírá nové pole biochemické chirální detekce pomocí optofluidních mikrolaserů. S dalším rozvojem a aplikací této technologie se očekává, že dojde k dalším průlomům v lékařské chemii a širších vědeckých oborech.
