光可控制結晶的生長行為
來源：網(wǎng)絡來源 2009-08-31 14:08:13
美國科學家利用不同的偏極光光線引導分子的結晶。這種技巧有機會利用于控制分子的結晶型態(tài)。
紐約布魯克林Polytechnic大學的BruceGaretz及他的同事最近發(fā)現(xiàn)一些有機化合物也可以利用短暫的偏極光照射來控制晶型，以甘氨酸（glycine）為例，不同的偏極化方式可誘導不同結晶型態(tài)的產(chǎn)生。甘氨酸有三種結晶型態(tài)，而不同的溶劑會造成不同結晶型態(tài)，在自然狀態(tài)下，水中甘氨酸型成的晶型為alpha型，并且需要相當長的時間。研究人員發(fā)現(xiàn)若以線性偏極化的紅外線雷射進行誘導，在水中，甘氨酸立刻形成結晶，晶型為則成為gamma型。他們在報告中提到，線性偏極光會在同一個平面上波動，圓偏極光波動的平面則以一定的規(guī)律旋轉。相對地，若以圓偏極光來進行實驗，得到的結晶會形成alpha型。也就是說，研究人員可以用偏極光來選擇性地誘導結晶析出，但對照組未以照光誘導的甘氨酸溶液在數(shù)周后仍未形成結晶。
利用偏極光照射的技巧有機會用在控制有機分子的結晶型態(tài)上。在制藥工業(yè)，再結晶是一種常見而且非常重要的純化與分離的方法，但結晶型態(tài)的掌握一向是個難題。在藥物制程中能控制藥物的多晶性是重要的，不同的結晶型態(tài)會影響到體中溶解速率等和藥效有關的物理性質(zhì)，進而影響到藥效。
這類實驗的開端在1996年，Garetz及他的同事發(fā)現(xiàn)光的照射會促進尿素的結晶形成，通常，過飽和的尿素溶液通常要好幾天的時間才會形成尿素結晶，但他們發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過數(shù)十億分之一秒的雷射光照射后，結晶立刻形成了。這些針狀結晶的軸向有平行于線性偏極化光的電場方向的趨勢。研究人員假設光線的電場誘導了正在形成晶核的尿素分子的電子分布情形，即所謂的電偏極化效應（electricpolarization）。此效應有助于正在形成晶核的分子排列，加速產(chǎn)生尿素的針狀結晶。研究人員推測，光線能控制甘氨酸晶型形成的可能因素為光的電場影響了過飽和的甘氨酸溶液中，處于結晶之臨界狀態(tài)分子叢集的排列。其它化合物是否可經(jīng)由此方法來誘導產(chǎn)生不同晶型則尚在證明中。
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