Pred kratkim je skupina prof. Tianruija Zhaija na Pekinškem inštitutu za tehnologijo (BIT) predlagala tehniko za določanje enantiomernega presežka (ee) na podlagi optofluidne mikrolaserske singularnosti (EP). Tehnika meri kiralnost enantiomerov z uporabo polarizacije laserja z enosmernim načinom echo wall mode (WGM), ki ga povzroči EP, in zazna koncentracijo enantiomera z valovno dolžino laserja, kar omogoča neposredno določanje ee pod neznanimi pogoji koncentracije, kar ni mogoče s konvencionalnimi metodami.
Slika 1. a) Shematski diagram optofluidnega mikrolaserja v bližini točke singularnosti (EP) za določanje enantiomernega presežka. b) Učinek vrtenja, izboljšan z WGM. c) Spremembe intenzitete transverzalnih magnetnih (TM) in transverzalnih električnih (TE) modusov, ki jih inducira rotacija laserske polarizacije. d) Spremembe intenzivnosti transverzalnih magnetnih (TM) in transverzalnih električnih (TE) načinov, ki jih inducira vrtenje laserske polarizacije.
V sodobni medicinski kemiji sta čiščenje in analiza kiralnih zdravil ključnega pomena. Enantiomeri v kiralnih molekulah (tj. levo- in desnosučne oblike molekule) imajo lahko zelo različne farmakološke aktivnosti. Zato je natančno določanje ee, tj. določanje enantiomerne čistosti, bistveno za varnost in učinkovitost zdravila. Običajne metode običajno zahtevajo dve različni tehniki za merjenje kiralnosti oziroma koncentracije, kar je okoren in neučinkovit postopek. Ta študija je inovativna v tem, da zagotavlja eno samo tehniko za izpolnitev obeh nalog hkrati. Poleg tega tradicionalni testi pogosto zahtevajo drago opremo in velike količine kemičnih reagentov z omejeno občutljivostjo.
Pred kratkim je skupina prof. Tianruija Zhaija na Pekinškem inštitutu za tehnologijo (BIT) predlagala tehniko, ki temelji na fotofluidnem mikrolaserskem določanju EP ee. Jedro te tehnologije je optofluidni mikrolaser na osnovi WGM, ki inducira enosmerno sevanje z EP, kar omogoča laserju, da zazna kiralnost in koncentracijske spremembe enantiomerov. Ta dvoparametrski test ne le poenostavi eksperimentalne korake, ampak tudi znatno izboljša občutljivost in natančnost testa.
Rezultati kažejo, da se ta nova metoda dobro obnese pri odkrivanju kiralnih spojin pri različnih neznanih koncentracijah. Predvsem pri določanju pomembnih bioaktivnih molekul – kot so aminokisline in sladkorji. Poleg tega je ta tehnologija dosegla izjemen uspeh pri zmanjšanju porabe reagenta in poenostavitvi operativnega procesa. Medtem ko običajne metode običajno uporabljajo volumne reagenta v mililitrih, ta metoda porabi le mikrolitre reagenta, kar zmanjša porabo vzorca za tri velikosti. To pozitivno vpliva tako na stroške poskusov kot na varstvo okolja.
Slika 2. Zaznavanje kiralnosti in koncentracije enantiomerov osmih esencialnih aminokislin.
Ta študija ne ponuja le novih perspektiv v teoriji, ampak kaže tudi velik potencial v praktični uporabi. Pričakuje se, da bo ta nova metoda igrala pomembno vlogo na področju razvoja zdravil, biokemične detekcije in spremljanja okolja. Če povzamemo, ta študija ne zagotavlja le nove metode za kiralno analizo, ampak tudi odpira novo področje biokemične kiralne detekcije z uporabo optofluidnih mikrolaserjev. Z nadaljnjim razvojem in uporabo te tehnologije pričakujemo več prebojev v medicinski kemiji in širših znanstvenih področjih.
