Recentment, el grup del professor Tianrui Zhai a l'Institut Tecnològic de Beijing (BIT) va proposar una tècnica per determinar l'excés enantiomèric (ee) basada en la singularitat del microlàser optofluídic (EP). La tècnica mesura la quiralitat dels enantiòmers mitjançant la polarització del làser en mode de paret d'eco unidireccional (WGM) induïda per EP i detecta la concentració enantiomèrica per la longitud d'ona del làser, que permet la determinació directa d'ee en condicions de concentració desconegudes, cosa que no és possible. amb mètodes convencionals.
Fig. 1. a) Diagrama esquemàtic d'un microlàser optofluídic prop del punt de singularitat (EP) per a la determinació de l'excés enantiomèric. b) Efecte de rotació millorat per WGM. c) Variacions d'intensitat dels modes magnètic transversal (TM) i elèctric transversal (TE) induïts per la rotació de la polarització làser. d) Variacions d'intensitat dels modes magnètic transversal (TM) i elèctric transversal (TE) induïts per la rotació de la polarització làser.
En la química medicinal moderna, la purificació i l'anàlisi de fàrmacs quirals són crucials. Els enantiòmers de les molècules quirals (és a dir, les formes esquerra i dreta de la molècula) poden tenir activitats farmacològiques molt diferents. Per tant, la determinació precisa d'ee, és a dir, la determinació de la puresa enantiomèrica, és essencial per a la seguretat i l'eficàcia del fàrmac. Els mètodes convencionals solen requerir dues tècniques diferents per mesurar la quiralitat i la concentració, respectivament, un procés feixuc i ineficient. El present estudi és innovador ja que proporciona una única tècnica per realitzar ambdues tasques simultàniament. A més, els assaigs tradicionals sovint requereixen equips cars i grans quantitats de reactius químics amb una sensibilitat limitada.
Recentment, el grup del professor Tianrui Zhai a l'Institut Tecnològic de Beijing (BIT) va proposar una tècnica basada en la determinació de l'EP amb micro làser fotofluídic d'ee. El nucli d'aquesta tecnologia és un micro làser optofluídic basat en WGM, que indueix el làser unidireccional per EP, permetent al làser detectar canvis de quiralitat i concentració dels enantiòmers. Aquest assaig de dos paràmetres no només simplifica els passos experimentals, sinó que també millora significativament la sensibilitat i la precisió de l'assaig.
Els resultats mostren que aquest nou mètode funciona bé en la detecció de compostos quirals a diverses concentracions desconegudes. Especialment en la determinació de molècules bioactives importants, com ara aminoàcids i sucres. A més, aquesta tecnologia ha aconseguit un èxit notable en reduir el consum de reactius i simplificar el procés operatiu. Mentre que els mètodes convencionals solen utilitzar volums de reactius de l'ordre de mil·lilitres, aquest mètode només consumeix microlitres de reactiu, reduint el consum de mostres en tres ordres de magnitud. Això té un efecte positiu tant en els costos experimentals com en la protecció del medi ambient.
Fig. 2. Detecció de quiralitat i concentració d'enantiòmers de vuit aminoàcids essencials.
Aquest estudi no només aporta noves perspectives en teoria, sinó que també mostra un gran potencial en aplicacions pràctiques. S'espera que aquest nou mètode tingui un paper important en els camps del desenvolupament de fàrmacs, la detecció bioquímica i la vigilància ambiental. En resum, aquest estudi no només proporciona un nou mètode per a l'anàlisi quiral, sinó que també obre un nou camp de detecció quiral bioquímica mitjançant microlàsers optofluídics. Amb el desenvolupament i l'aplicació posteriors d'aquesta tecnologia, s'espera que es realitzin més avenços en la química medicinal i en camps científics més amplis.
