Co jsou optické izomery?
Dvě molekuly stejného chemického složení mohou být konstruovány s různými atomovými konfiguracemi. Atomy v těchto molekulách jsou uspořádány odlišně a když se jejich zrcadlové obrazy otočí stejným směrem, atomy v těchto molekulách se nespojí. Tyto molekuly jsou také známé jako chirální molekuly. Chirální molekuly nemohou být na sebe navrstveny. Izomer je taková molekula.
Optický izomer je molekula, která má vliv na rovinně polarizované světlo. Světelné vlny mají specifické frekvence. Polarizované světlo putuje ve vlnách na určité rovině nebo frekvenci vibrací. Když jediná frekvence světla prochází optickými isomery, jeho rovina se otáčí. Tato rotace může být ve směru nebo proti směru hodinových ručiček v závislosti na elektrickém náboji optických izomerů.
Vědci obvykle testují optické izomery pomocí polarimetru. Součásti polarimetru obvykle zahrnují kus polarizovaného materiálu, kterým prochází světlo, trubice použitá k držení roztoku, rotační analyzátor a okulár. Zkumavka je naplněna vodou, která nemá elektrický náboj, a analyzátor se otáčí tak, aby skrz ni nemohlo být vidět žádné světlo.
Polarizátory jsou obvykle zkříženy v úhlu 45 stupňů. K vodě se přidá roztok obsahující optické isomery a analyzátor se otáčí, dokud se skrz přístroj neuvidí světlo. Tímto způsobem lze měřit účinek izomerů a zaznamenat úhel rotace.
Příklady izomerů jsou aminokyseliny, cukry a proteiny. Různé chutě a vůně některých potravin lze připsat způsobu, jakým jsou atomy v těchto potravinách zarovnány. Receptory v ústech a nosu mohou vnímat chuť a vůni potravin na základě toho, jak jsou tyto molekuly uspořádány a jak reagují na tyto receptory.
K měření čistoty chemického roztoku lze také použít optické izomery. Mohou být například použity v cukrovarnickém průmyslu k měření koncentrace sypkého cukerného sirupu. V medicíně se vyvíjí použití optických izomerů k měření hladiny cukru v krvi u diabetiků. Optická mineralogie může také použít izomery k identifikaci materiálů v tenké části nerostných ložisek.
Oddělení optických izomerů může být užitečným nástrojem pro vědecký výzkum. Při studiu aminokyselin mohou být tyto kyseliny separovány a měřeny pomocí optických izomerů. Látka obsahující optické isomery prochází pevnou látkou nebo kapalinou, která má elektricky nabité atomy, a optické isomery se oddělí reakcí elektrického náboje roztoku a isomerů. Optické izomery jsou běžnou součástí přírodní chemie a mohou být použity v mnoha průmyslových odvětvích, včetně lékařského výzkumu.