Co to są izomery optyczne?
Dwie cząsteczki o tym samym składzie chemicznym można konstruować w różnych konfiguracjach atomowych. Atomy w tych cząsteczkach są ułożone w różny sposób, a kiedy ich lustrzane odbicie jest zwrócone w tym samym kierunku, atomy w tych cząsteczkach nie pokrywają się ze sobą. Cząsteczki te są również znane jako cząsteczki chiralne. Chiralne cząsteczki nie mogą się na siebie nakładać. Izomer jest taką cząsteczką.
Izomer optyczny jest cząsteczką, która ma wpływ na światło spolaryzowane płasko. Fale świetlne mają określone częstotliwości. Światło spolaryzowane przemieszcza się falami po określonej płaszczyźnie lub częstotliwości drgań. Kiedy pojedyncza częstotliwość światła przemieszcza się przez izomery optyczne, jego płaszczyzna jest obracana. Ten obrót może być zgodny lub przeciwny do ruchu wskazówek zegara, w zależności od ładunku elektrycznego izomerów optycznych.
Naukowcy zwykle testują izomery optyczne za pomocą polarymetru. Składniki polarymetru zwykle obejmują kawałek spolaryzowanego materiału, przez który przechodzi światło, rurkę służącą do przechowywania roztworu, obrotowy analizator i okular. Rurka jest wypełniona wodą, która nie ma ładunku elektrycznego, a analizator jest obracany, aby nie było widać światła przechodzącego przez niego.
Polaryzatory zwykle krzyżuje się pod kątem 45 stopni. Roztwór zawierający izomery optyczne dodaje się do wody, a analizator obraca się, aż światło będzie widoczne przez instrument. W ten sposób można zmierzyć wpływ izomerów i odnotować kąt obrotu.
Przykładami izomerów są aminokwasy, cukry i białka. Różne smaki i zapachy niektórych produktów spożywczych można przypisać sposobowi, w jaki atomy w tych produktach są dopasowane. Receptory w jamie ustnej i nosie mogą postrzegać smak i aromat potraw na podstawie tego, jak te cząsteczki są ułożone i jak reagują na te receptory.
Izomery optyczne można również stosować do pomiaru czystości roztworu chemicznego. Na przykład można je stosować w przemyśle cukrowniczym do mierzenia stężenia syropu cukrowego luzem. W medycynie opracowuje się zastosowanie izomerów optycznych do pomiaru poziomu cukru we krwi u diabetyków. Optyczna mineralogia może również wykorzystywać izomery do identyfikacji materiałów w cienkiej części złóż mineralnych.
Rozdzielanie izomerów optycznych może być użytecznym narzędziem do badań naukowych. W badaniu aminokwasów kwasy te można oddzielić i zmierzyć za pomocą izomerów optycznych. Substancja zawierająca izomery optyczne przepuszczana jest przez ciało stałe lub ciecz, które mają naładowane elektrycznie atomy, a izomery optyczne są oddzielane w reakcji ładunku elektrycznego roztworu i izomerów. Izomery optyczne są powszechnym zjawiskiem w chemii naturalnej i mogą być stosowane w wielu gałęziach przemysłu, w tym w badaniach medycznych.