Grenzen van de chemie verleggen met laserlicht

Afscheidsrede prof. dr. Cees Gooijer over analytische chemie
Licht en chemie is een fascinerende combinatie. Met name laserlicht is een geweldig hulpmiddel om van alles te weten te komen over de structuren van moleculen. Dat zegt Cees Gooijer in zijn afscheidsrede op 22 juni aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Gooijer is hoogleraar analytische laserspectroscopie en doet onderzoek naar kleine moleculen die biologisch actief zijn en zo levensprocessen kunnen beïnvloeden.

Spiegelbeelden
De ruimtelijke structuur van die moleculen bepaalt voor een groot deel hun biologische activiteit. Er bestaan stoffen met molecuulstructuren die elkaars spiegelbeeld zijn, maar verder identiek; vergelijkbaar met je linker- en rechterhand. Die spiegelbeelden (‘optische isomeren’) gedragen zich in het lichaam soms geheel verschillend. Een voorbeeld is het medicijn Softenon, dat in de vorige eeuw door zwangere vrouwen als slaapmiddel en tegen misselijkheid werd gebruikt. Later bleek dat een van de spiegelbeelden van het middel misvormingen kan veroorzaken bij ongeboren kinderen. Daarom mag een geneesmiddel tegenwoordig alleen het juiste spiegelbeeld van het molecuul bevatten.

Glow in the dark
De beide spiegelbeelden van moleculen zijn heel moeilijk te onderscheiden, zeker als ze in lage hoeveelheden voorkomen. Gooijer heeft laten zien dat laserlicht daarbij kan helpen. Sommige moleculen gloeien na als je er met licht op schijnt, net als ‘glow in the dark’ materialen. Door een geschikt stofje toe te voegen gloeit het ene spiegelbeeld langer na dan het andere, en met laserlicht is dat tijdsverschil heel nauwkeurig te meten. En op die manier kun je dus bepalen met welk spiegelbeeld je te maken hebt.

Medische wetenschap en veiligheid
Voor de medische wetenschap en veiligheid zijn onderzoek naar moleculen met laserlicht zeer interessant. Verstrooiing van licht als je met een laser op een zacht voorwerp schijnt geeft namelijk informatie over de structuur van de moleculen in dat voorwerp. Op die manier is het in de toekomst wellicht mogelijk om met laserlicht te kunnen achterhalen welke moleculen er precies onder de huid zitten. Een mogelijke toepassing zou kunnen zijn om op die manier bijvoorbeeld te meten hoe gezond de bloedvaten zijn, en of er sprake is van slagaderverkalking. Ook voor veiligheid biedt laserlicht mogelijk interessante toepassingen. Door met een laser op een plastic zak te schijnen is het namelijk mogelijk te achterhalen of er explosieve stoffen in die zak zitten.