Amsterdamse onderzoekers hebben een simpele manier bedacht om met een massaspectrometer links- en rechtsdraaiende varianten van hetzelfde molecuul uit elkaar te houden. Het komt neer op ioniseren met circulair gepolariseerd laserlicht en dan zowel de ionen als de elektronen detecteren, blijkt uit een publicatie in Nature Communications.

Uit zichzelf houdt een massaspectrometer zulke ‘chirale’ moleculen per definitie niet uit elkaar. Ze hebben immers exact dezelfde massa. Tot nu toe moest men zich behelpen met stofjes waar maar één van de twee spiegelbeelden zich aan bindt. Gewoonlijk is dat een ánder chiraal molecuul, maar ten eerste moet je voor elke analyse iets passends zien te vinden en bovendien moet je daarvan één spiegelbeeld in zuivere vorm in handen kunnen krijgen – niet echt praktisch.

Laatste auteur Maurice Janssen, die onlangs zijn hoogleraarschap aan de VU opgaf om zich geheel aan zijn bureau SciTechAdvisors te kunnen wijden, noemt zijn nieuwe methode MS-PECD. Dat staat voor mass-selective photoelectron circular dichroism. Het is gebaseerd op het feit dat een circulair gepolariseerde laserbundel één bepaalde kant op draait, en dat een linksdraaiend molecuul daar net iets anders op reageert dan een rechtsdraaiend.

Het verschil zit met name in de richting die de vrijgekomen elektronen uit vliegen. Een deel gaat in de richting van de laserbundel, een deel gaat er tegenin, en bij het ene spiegelbeeld is de verhouding een paar procent anders dan bij het andere.

Het idee is dus om een instrument te bouwen met twee detectoren tegenover elkaar. Je ioniseert je gasvormige monster er tussenin waarna een elektrisch veld de ionen en de elektronen elk naar hun eigen detector toe trekt. Het ionengedeelte werkt als een gewone time of flight-massaspectrometer (TOF-MS), waarmee je de massa bepaalt. Aan de elektronenkant bepaal je de plek waarop die elektronen de detector raken, en daraaan lees je af of de laser ze voor- of achteruit heeft gestuurd.

Daarbij ga je er van uit dat die elektronen oorspronkelijk hoorden bij het ion dat ongeveer tegelijkertijd de ándere detector raakt.

Als proof of principle hebben Janssen en collega’s het geprobeerd met twee simpele chirale moleculen: limoneen (C₁₀H₁₆) en kamfer (C₁₀H₁₆O). Het werkte.

Uiteindelijk denken ze de proefopstelling ver genoeg te kunnen miniaturiseren om er een tafelmodel van te maken, dat bovendien mengsels van meerdere chirale verbindingen in één keer kan analyseren.

Mogelijke toepassingen worden uiteraard gezocht binnen de geneesmiddelenwereld, maar ook in de geur- en smaakstoffenbranche en zelfs bij het in de gaten houden van ecosystemen: planten en bomen scheiden namelijk ook chirale biomarkers af als ze gestresst raken.

bron: Nature Communications, SciTechAdvisors