В лаборатории создан супер-искривленный свет
 Супер-исркивленный свет, созданный учеными из Великобритании, позволит фиксировать отдельные биологические молекулы в растворе. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Супер-искривленный свет носит такое название, потому что он имеет высокую степень круговой поляризации. В такой электромагнитной волне вектор электрического поля вращается вокруг направления распространения по право- или лево-вращающей спирали.
Большинство биологических молекул обладают таким свойством, как хиральность, т.е. отсутствие симметрии относительно правой или левой стороны (свойство, при котором отражение объекта отличается от него самого). Хиральность бывает правой или левой; она играет значительную роль в различных явлениях, например, при синтезе сложных соединений.
Круговая поляризация света может использоваться для обнаружения биологических молекул при помощи «хиральнооптических» спектроскопических методик, например, при помощи циркулярного дихроизма, оптической циркулярной дисперсии или рамановской оптической дисперсии. Все эти методы подразумевают измерения различий во взаимодействии право-вращающей и лево-вращающей световых волн с хиральным образцом. Данные методики достаточно хорошо распространены, однако имеют ряд недостатков, связанных с тем, что хиральные явления достаточно слабы. Таким образом, они могут использоваться только для исследования образцов, содержащих большую концентрацию хиральных молекул.
Для решения этой проблемы совсем недавно исследователи выдвинули идею использовать супер-искривленный свет, чтобы повысить чувствительность методик. Такая световая волна имеет гораздо большую степень хиральности, чем обычный свет с круговой поляризацией (искривление в данном случае намного более сложное). Но до сих пор никто не мог получить подобную световую волну в лаборатории.
Исследовательская группа из University of Glasgow (Великобритания) создала электромагнитную волну с нужными свойствами, пропуская обычный свет через специфическое тело, составленное из хиральных наночастиц золота. Тело, содержит лево- и право ориентированные гранулы золота 400 нм длиной и 100 нм шириной, размещенные на стеклянном основании; вся эта система установлена в дифракционную квадратную решетку с периодом 800 нм.
Уже измерено, что сформированная таким образом хиральная оптическая волна позволяет повысить чувствительность методик обнаружения биологических молекул в миллион раз. Таким образом, свет, не существующий в естественных условиях, позволяет искать биологические молекулы с чрезвычайно низкими концентрациями.
Фактически, предложенный метод оказывается наиболее чувствителен ко вторичной (или бета) структуре белка. Наиболее эффективной методика может оказаться при обнаружении крахмалистых белков, т.е. нерастворимых молекул, склеивающихся при образовании тромбов. Эти молекулы могут быть ответственны за возникновение определенных нейродегенеративных заболеваний.
Также по теме:
Источники: