Chiralität in "Echtzeit"
M. Oppermann, EPFL
Die übliche Methode zum Nachweis von Enantiomeren ist die Zirkulardichroismus-(CD)-Spektroskopie. Es nutzt die Tatsache, dass das in eine zirkuläre Welle polarisierte Licht (wie ein Whirlpool) von links- und rechtshändigen Enantiomeren unterschiedlich absorbiert wird. Die stationäre CD-Spektroskopie ist ein wichtiges Strukturwerkzeug in der (bio)chemischen Analyse.
Während ihrer Funktion durchlaufen Biomoleküle strukturelle Veränderungen, die ihre chiralen Eigenschaften beeinflussen. Die Untersuchung dieser in Echtzeit (d.h. zwischen 1 Pikosekunde und 1 Nanosekunde) bietet einen Einblick in ihre biologische Funktion, aber dies war eine Herausforderung im tiefen UV-Spektrum (Wellenlängen unter 300 nm), wo die meisten biologisch relevanten Moleküle wie Aminosäuren, DNA und Peptidhelices Licht absorbieren.
Die Einschränkungen sind auf das Fehlen geeigneter Quellen für gepulstes Licht und empfindlicher Detektionsverfahren zurückzuführen. Doch jetzt hat die Gruppe von Majed Chergui am Lausanner Centre for Ultrafast Science (EPFL) ein Setup entwickelt, das es ermöglicht, die chirale Reaktion von (Bio-)Molekülen mittels CD-Spektroskopie mit einer Auflösung von 0,5 Pikosekunden zu visualisieren.
Der Aufbau verwendet einen photoelastischen Modulator, ein optisches Gerät, das die Polarisation des Lichts steuern kann. In diesem System ermöglicht der Modulator das Shot-to-Shot-Polarisationsumschalten einer 20 kHz Femtosekunden-Pulsfolge im tiefen UV-Bereich (250-370 nm). Es ist dann möglich, Veränderungen in der Chiralität von Molekülen mit variablen Zeitverzögerungen zu erfassen, nachdem sie mit einem kurzen Laserpuls angeregt wurden.
"Aminosäurereste und DNA-Basen absorbieren Licht unter 300 nm", sagt Malte Oppermann, der erste Autor des Papiers. "Diese Anordnung ist die erste, die diese Region abdeckt, und wir haben sie erfolgreich an einem molekularen Modellsystem getestet. Unser nächstes Ziel ist es, zu größeren Biosystemen überzugehen, wie DNA-Oligomere."
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!
Themenwelt Spektroskopie
Durch die Untersuchung mit Spektroskopie ermöglicht uns einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur von Materialien. Von der UV-Vis-Spektroskopie über die Infrarot- und Raman-Spektroskopie bis hin zur Fluoreszenz- und Atomabsorptionsspektroskopie - die Spektroskopie bietet uns ein breites Spektrum an analytischen Techniken, um Substanzen präzise zu charakterisieren. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Spektroskopie!