Charakterisierung chiraler Substanzen durch Zirkulardichroismus

Ein schematisches Camphor Molekül vor einem Spiegel, in dem das Spiegelbild zu sehen ist.
Chirale Moleküle existieren in zwei spiegelbildlichen Konfigurationen

In fast allen Gebieten der Grundlagenwissenschaft und Angewandten Wissenschaft spielt die Chiralität eine wichtige Rolle, da die Wechselwirkung mit chiralen Objekten häufig von ihrer Händigkeit abhängt. Bekannte Beispiele aus der Molekülwissenschaft sind die Wechselwirkung eines chiralen Medikamentes mit den entsprechenden chiralen Rezeptoren im menschlichen Körper und den sich daraus ergebenden unterschiedlichen Folgereaktionen, sowie die Wechselwirkung zirkular polarisierten Lichtes mit chiralen Molekülen, die unterschiedlichste chiroptische Effekte hervorruft (Zirkular-Dichroismus).

 

schematische Darstellung des Experiments
Die Laserpulse ionisieren chirale Moleküle und die entstehende Elektronenwolke wird abgebildet

Unterscheiden von chiralen Substanzen

Das Beispiel der Medikamente verdeutlicht die Wichtigkeit ultraempfindliche und schnelle Analysemethoden für die Händigkeit einer Probe zu entwickeln, während der Zirkular-Dichroismus einen bequemen Weg dazu aufzeigt. Unsere Gruppe konnte kürzlich einen Zirkulardichroismus in der Winkelverteilung der Photoelektronen nach Mehrphotonenanregung chiraler Moleküle in der Gasphase zeigen. Der Effekt liegt im 10% Bereich und bildet die Basis für die Entwicklung einer hochempfindlichen Analytik.

Mit Methoden der Quantenkontrolle arbeiten wir an einer weiteren Verstärkung des Effekts und gehen grundsätzlichen Fragestellungen der Licht-Materiewechselwirkung in chiralen Systemen nach.


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Dr. Han-gyeol Lee
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▶ Chirale Erkennung in der Gasphase
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M. Sc. Physik Tom Ring
▶ Massenaufgelöste Bestimmung des Zirkulardichroismus
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