跳动城乡网一种全新的光结构有助于比以往更准确、更稳定地测量分子的手性，这对制药行业来说是一个重大的潜在进步。
伦敦国王学院和马克斯·波恩研究所的团队在《自然光子学》上发表了一篇论文，文中他们创建了一种全新的光结构，可以随时间推移描绘出手性曲线。这种手性曲线在空间的不同点具有不同的形状，形成涡旋结构。通过与随时间推移而移动的手性粒子相互作用，新的“手性涡旋”提供了一种准确而可靠的测量形式。
手性是一种不对称特性，在包括药理学在内的多个科学分支中都很重要。有些分子就像人的手一样，成对出现：它们有“右手”和“左手”两种形式，它们是彼此的镜像，但不能彼此叠放以使其看起来相同。
分子的这种“手性”(手性)可以决定它如何与人体等生物系统相互作用。20世纪50年代，手性药物沙利度胺被用作孕妇药物，以缓解孕期晨吐症状。
这种药物以“消旋”形式销售，含有等量的右旋和左旋分子。当人们发现其右旋版本会导致出生缺陷时，已有数万名儿童和母亲受到影响。
通过测试药物分子的手性，药物开发人员可以在药物上市前发现可能造成危害的治疗方法，而手性的检测是生物学和化学中的一个基本问题。利用光进行手性检测的光学方法受到化学家的青睐，因为它们比化学方法更简单、侵入性更小。然而，这些方法面临着许多挑战，包括需要大量样本才能准确识别左撇子或右撇子，这可能会非常昂贵。
这项新研究引入了一种全新的光结构：光的电场会随时间推移描绘出手性曲线，其旋向性会随着光束的旋转而变化。这种旋向性的空间变化会形成“手性涡旋”。
当手性分子与该涡旋相互作用时，它们会通过一种称为高次谐波产生(2023年诺贝尔物理学奖获得者)的过程发射光子，其发射模式可以通过实验发现。
当分子的旋向性改变时，相应的图案会在空间中旋转。与标准方法相比，这种方法可以更准确地检测样品的旋向性，因为标准方法依赖于光的相对较弱的磁场，而磁场会产生更弱的信号。
马克斯·波恩研究所博士后研究员、即将就任的伦敦国王学院玛丽居里行动研究员、这项研究的作者尼古拉·迈耶博士表示：“传统的手性测量方法一直难以在含有几乎相等数量的样本中识别右手性分子和左手性分子的浓度。使用我们的新方法，可以检测到镜像孪生分子浓度的微小过量，例如当样本中49%为右手性分子，51%为左手性分子时。在沙利度胺等情况下，我们知道这足以改变生活。
“通过专注于检测分子发射光的旋转模式，可以更容易地感知和解释稀释样品手性中的细微差异。此外，我们设计的激光束的涡旋特性意味着我们接收到的信号可以抵御实验室手性实验的常见缺陷，例如光强度的波动，从而使更多人能够开展这项工作。
“这些信号还可以提供电子如何以其自然速度在分子内部移动的快照。这种理解可以为塑造电子的行为奠定基础，甚至最终影响光的化学反应。”
研究团队还希望，手性涡旋最终能够通过增加单个“量子比特”可携带的数据量来扩展量子计算机的处理能力，通过像二进制代码一样在量子比特上印上左手性或右手性。
