Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bild oder Spiegelbild?

06.03.2012
Chirale Erkennung per Femtosekunden-Laser

Bild und Spiegelbild sind nicht immer leicht auseinander zu halten, wenn es sich um Moleküle handelt. Allerdings kann diese Chiralität genannte Eigenschaft von Molekülen den Unterschied zwischen einem Medikament und einem Gift ausmachen. Ein neuer Ansatz zur Unterscheidung ist die chirale Erkennung in der Gasphase.


Zirkular polarisiertes Licht eines Femtosekunden-Lasers ermöglicht die Unterscheidung chiraler Moleküle in der Gasphase. (c) Wiley-VCH

Dabei werden mit Synchrotron-Strahlung aus einem Teilchenbeschleuniger Elektronen aus den Molekülen herausgeschossen und deren Ausbreitungsrichtungen analysiert. Deutsche Wissenschaftler legen jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie dar, dass diese Unterscheidung auch mit einem kompakten Lasersystem gelingt.

Der Trick: Statt mit einem einzigen hochenergetischen Lichtteilchen wird das Molekül mit drei Laser-Photonen über Zwischenniveaus angeregt, bis es ein Elektron freisetzt (REMPI-Technik, Resonance-Enhanced-Multi-Photon-Ionization). "So können auch mit weniger energiereichem aber intensiverem Licht Elektronen herausgeschossen werden", erklärt Thomas Baumert von der Universität Kassel.

Für die Messungen muss das Licht zirkular polarisiert sein. Was heißt das? "Gewöhnliches" Licht besteht aus Wellen, die in allen Raumrichtungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung schwingen. Bei linear polarisiertem Licht schwingen die Lichtwellen nur in einer einzigen Ebene. Bei zirkular polarisiertem Licht schwingt die Lichtwelle wendelförmig, denn die Amplitude beschreibt einen Kreis um die Ausbreitungsachse - rechts oder links herum.

Moleküle in der Gasphase sind zufällig orientiert und werden daher in allen möglichen Winkeln vom Laser-Licht getroffen und die freigesetzten Elektronen fliegen in unterschiedlichsten Richtungen aus dem Molekül. Mithilfe spezieller Messanordnungen und Berechnungsverfahren ist das Team in der Lage, die Winkelverteilung ihrer Flugbahnen zu ermitteln. Im Falle von linear polarisiertem Licht ist diese Verteilung symmetrisch. "Werden die Elektronen mit zirkular polarisiertem Licht herausgeschossen, findet man jedoch eine deutliche Asymmetrie in Bezug auf den Laserstrahl, unter welchen Winkeln die freigesetzten Elektronen gefunden werden", berichtet Baumert.

"Diese Asymmetrie ist spiegelbildlich, je nachdem ob links oder rechts zirkular polarisiertes Licht verwendet wurde, ein Effekt, der als Photoelektronen-Zirkulardichroismus bezeichnet wird. Den gleichen Effekt beobachten wir, wenn wir bei festgehaltener zirkularer Polarisation von der "rechtshändigen" zur "linkshändigen" Struktur des untersuchten chiralen Moleküls wechseln." Die Forscher konnten dies anhand der chiralen Verbindungen Campher und Fenchon demonstrieren.

"Dieser Zirkulardichroismus-Effekt wurde bisher nur mit Synchrotronstrahlung beobachtet. Unser Ansatz hingegen nutzt ein kompaktes Lasersystem, sodass die Methode nicht nur der Grundlagenforschung dienen, sondern, wegen der beachtlichen Größe der beobachteten Effekte, auch Einzug in die Analytik halten könnte", so Baumert.

Angewandte Chemie: Presseinfo 09/2012

Autor: Thomas Baumert, Universität Kassel (Germany), http://www.physik.uni-kassel.de/de/484.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201109035

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics