如何通过流体动力学控制纳米级分子之间的手性转移?
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发布时间：2024-10-21 10:41
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时间：2024-10-21 16:05
想象一下，分子世界中的左右手，它们如同镜像对称，却无法融合。这种独特的特性——手性，是物质的神秘特质，影响着从 DNA 的精细构造到生物组织的复杂结构。如今，由 UB化学学院和理论研究所的 Josep Puigmartí-Luis 教授</及其团队在《自然通讯》上发表的一项突破性研究，揭示了如何在纳米尺度上实现分子之间手性的巧妙转移，这一成果在 巴塞罗那大学的 IQTC 计算化学中心</实现。
手性不仅是生物分子的标识，比如氨基酸、糖和脂质——它们虽然化学结构相同，但镜像对映异构体却拥有截然不同的性质，决定了它们的活性和药理作用。正如 Puigmartí-Luis</所说：“在生物系统中，纯手性分子构成的手性环境能区分并影响对映体的行为，这在生化过程中产生显著的立体选择性转换。”
手性控制在制药、农药等领域至关重要，但获取单一对映体——不对称合成——并非易事。通过化学反应、手性池、拆分、辅助合成和不对称催化剂，化学家们试图精确操控。然而，每种方法都有其局限性，比如手性拆分的产率受限，手性池的可用性有限，而手性催化剂则需谨慎使用。
在新的突破中，研究者们将视线转向了宏观与微观的交界。他们发现，通过精确调整螺旋反应器的几何形状，可以*流体动力学，实现手性从宏观到纳米级的传递。这种前所未有的现象，依赖于反应器内流体流动和质量传输的深入理解，以及涡流的形成，它们构建了对映体选择所需的独特环境。
Puigmartí-Luis 强调：“通过螺旋反应器的宏观手性调整，我们能够控制对映体的定向选择，这是在不依赖对映体纯化合物的情况下，首次在分子层面实现手性选择的新路径。这一发现揭示了手性在生命物质中并非偶然，而是物理和化学相互作用在不同尺度上协同作用的结果。”
