密歇根大学
信用:CC0公共领域
巴斯大学和密歇根大学的研究人员表明，扭曲的纳米级半导体以一种新的方式操纵光
这种效应可以用来加速救生药物和光子技术的发现和发展
具体来说，光子效应有助于通过自动化(本质上是机器人化学家)快速开发和筛选新的抗生素和其他药物
它为高通量筛选提供了一种新的分析工具，一种分析大量化合物库的方法
每种化合物的一个微小样本填充在微孔板的一个孔中
这些井可以小到一立方毫米，一块巧克力大小的盘子可以容纳一千个井
“为了满足新兴的自动化化学的要求，井变得非常小——对于目前的分析方法来说太小了，”美国巴斯大学的物理学教授文茨斯拉夫·瓦列夫说
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和《自然光子学》论文的合著者
“因此，需要全新的方法来分析潜在的药物
" 药物分析中的一个关键指标是手性，即分子扭曲的方式
包括人体在内的生物系统通常更喜欢一个方向而不是另一个方向，即右旋或左旋卷曲
往好了说，一个扭曲错误的药物分子没有任何作用，但往坏了说，它会造成伤害
研究人员发现的这种效应可以测量比一立方毫米小10000倍的手性
密歇根大学欧文·朗缪尔杰出大学化学科学与工程教授尼古拉斯·科托夫是该论文的合著者，他说:“这些效应的注册量可能很小，这是一种改变游戏规则的特性，使研究人员能够使用非常少量的昂贵药物，并收集数千倍的数据。”
这种方法依赖于科托夫实验室开发的受生物设计启发的结构
碲化镉是一种常用于太阳能电池的半导体，其形状类似于扭曲带状的小段
这些组装成螺旋，模仿蛋白质的组装方式
“在红光照射下，小的半导体螺旋产生新的蓝色扭曲光
蓝光也向特定的方向发射，这使得收集和分析变得容易，”科托夫说
“异常光学效应的三重效应极大地降低了生物液体中其他纳米级分子和粒子可能引起的噪音
" 为了将这些效应用于药物发现的高通量筛选，可以将组装成螺旋的纳米颗粒与候选药物混合
当纳米螺旋与药物形成锁钥结构，模拟药物靶点时，纳米螺旋的扭曲会发生巨大变化
这种扭曲的变化可以通过蓝光来测量
“药物应用现在只是技术发展的问题
我们的下一步是为这一发展寻求资金，”领导巴斯光子实验的瓦列夫说
从红色产生蓝光也有助于在接近生物组织复杂性的样品中开发药物
两种颜色光的分离在技术上很容易，有助于减少光噪声、假阳性和假阴性
当研究小组尝试用实验测试生物学概念时，新冠肺炎的关闭和延迟每次都会导致蛋白质样本变质
“我这边的博士后，纪，还有博士
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学生卢卡斯·奥努特克在巴斯这边，他们是英雄
他们试图在一些夜班工作，即使这是非常有限的，”科托夫说
密歇根大学已经申请专利保护，并正在寻找合作伙伴将这项新技术推向市场
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