光可控制結(jié)晶的生長(zhǎng)行為

　　美國(guó)科學(xué)家利用不同的偏極光光線引導(dǎo)分子的結(jié)晶。這種技巧有機(jī)會(huì)利用于控制分子的結(jié)晶型態(tài)。

　　紐約布魯克林Polytechnic大學(xué)的BruceGaretz及他的同事最近發(fā)現(xiàn)一些有機(jī)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(dǎo)不同結(jié)晶型態(tài)的產(chǎn)生。甘氨酸有三種結(jié)晶型態(tài)，而不同的溶劑會(huì)造成不同結(jié)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(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。研究人員發(fā)現(xiàn)若以線性偏極化的紅外線雷射進(jìn)行誘導(dǎo)，在水中，甘氨酸立刻形成結(jié)晶，晶型為則成為gamma型。他們?cè)趫?bào)告中提到，線性偏極光會(huì)在同一個(gè)平面上波動(dòng)，圓偏極光波動(dòng)的平面則以一定的規(guī)律旋轉(zhuǎn)。相對(duì)地，若以圓偏極光來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)晶會(huì)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(dǎo)結(jié)晶析出，但對(duì)照組未以照光誘導(dǎo)的甘氨酸溶液在數(shù)周后仍未形成結(jié)晶。

　　利用偏極光照射的技巧有機(jī)會(huì)用在控制有機(jī)分子的結(jié)晶型態(tài)上。在制藥工業(yè)，再結(jié)晶是一種常見而且非常重要的純化與分離的方法，但結(jié)晶型態(tài)的掌握一向是個(gè)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(jié)晶型態(tài)會(huì)影響到體中溶解速率等和藥效有關(guān)的物理性質(zhì)，進(jìn)而影響到藥效。

　　這類實(shí)驗(yàn)的開端在1996年，Garetz及他的同事發(fā)現(xiàn)光的照射會(huì)促進(jìn)尿素的結(jié)晶形成，通常，過飽和的尿素溶液通常要好幾天的時(shí)間才會(huì)形成尿素結(jié)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(jié)晶立刻形成了。這些針狀結(jié)晶的軸向有平行于線性偏極化光的電場(chǎng)方向的趨勢(shì)。研究人員假設(shè)光線的電場(chǎng)誘導(dǎo)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(yīng)（electricpolarization）。此效應(yīng)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(jié)晶。研究人員推測(cè)，光線能控制甘氨酸晶型形成的可能因素為光的電場(chǎng)影響了過飽和的甘氨酸溶液中，處于結(jié)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(dǎo)產(chǎn)生不同晶型則尚在證明中。