洛桑联邦理工学院 学分:洛桑联邦理工学院 透明质酸，也称为透明质酸，是一种多糖，有助于建立体液的粘度
根据EPFL科学家的一项新研究，它对水分子行为的影响也远远超过以前的想象
他们的发现——刚刚发表在《科学进展》杂志上——为研究水在人体中的作用开辟了新的途径
虽然水长期以来一直被认为是生物系统的重要组成部分，但直到最近，科学家才开始发现它驱动生物化合物(如蛋白质、膜、脱氧核糖核酸和糖)结构的复杂方式。透明质酸也是如此，透明质酸是一种在细胞周围和身体某些部位(如关节)发现的多糖，润滑和粘度在这些部位非常重要
透明质酸是这些区域水性液体质地的关键决定因素
LBP的科学家使用他们实验室开发的一种新方法，发现透明质酸比以前认为的影响更多水分子的方向
他们的研究发表在《科学进展》杂志上，标志着科学家对水在生物学中的作用的认识有了突破
理解水合作用的新方法 LBP科学家在纳米尺度上探索，以更好地理解透明质酸如何与水相互作用
透明质酸分子包含许多阴离子或带负电荷的离子，而水分子(H2O)是中性的，但一端带正电荷，另一端带负电荷
当水分子“看到”透明质酸的负电荷时，这种电荷分布定向水分子
以前，电荷被认为会影响3个水分子之间的水，只涉及这种相互作用
然而，使用他们的新方法，LBP科学家发现影响实际上延伸到1600个水分子
他们还发现了第二种使水定向的机制，即阴离子的静电场略微改变水分子相互连接的方式
这种机制也在透明质酸溶液中发挥作用
这一突破性的发现可能会挑战传统的关于水以及水如何与复杂分子相互作用的思维方式
透明质酸以其粘度增强特性而闻名，这种特性一直被认为仅由透明质酸分子之间的相互作用产生
然而，这项工作表明，水及其影响也起着重要的作用
测试水分子的方向 透明质酸通过增强水-水相关性来定向水分子
LBP的负责人西尔维·洛克说，它就像一条“被定向相关的水的延伸壳包围的柔性链，根据透明质酸分子的运动而波动”
她的科学家团队测量了纳米级长度范围内的空间相关性
他们的方法不同于标准技术，如光散射，它测量透明质酸而不是水分子的变化
此外，现有技术不够灵敏，无法在非常低的浓度下工作
LBP方法被称为飞秒弹性二次谐波散射，灵敏度提高了1000倍，可以测量水结构变化引起的微小结构相关性
用飞秒近红外激光脉冲照射溶液会产生光子，其能量是入射光子的两倍
这种二次谐波光子只能从液体中与纯液体的各向同性结构相比对称性被破坏的区域产生
因此，他们以非常敏感的方式报告结构差异
相比之下，在常规的光散射方法中，每个分子都发射相同颜色的光子，因此只有通过进行差异测量才能检测到结构差异
这导致了1000倍的高灵敏度，以及——在这种情况下——对水的灵敏度
洛克解释说:“观察水的上层结构如何随着透明质酸等分子的变化而变化的能力开辟了一个全新的研究领域
我们的方法可以与其他非线性光学方法结合使用，以更好地研究水系统的复杂性，这是我们刚刚开始发现的
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