【生活习性中的手性  9.】

（9.  电子自旋的手性偏向性）

       自从人们认识到生命的手征性，即生物肌体中的生物大分子的同手性。就一直在探索生命的起源；生命与手性，谁决定谁？孰先孰后？科学界已有相当多的假说或猜测，都有其合理的一面，但都缺乏铁证，因故还不能道出真相。

       上节中我们介绍了自然光的手性偏向性，它实际也是引发生物大分子同手性的一种缘由。自然光可以解析为左旋和右旋的圆偏振光，这 类似于手性的属性，左向和右向的自旋，即自旋可以是顺时针或逆时针旋转的。一般情况下，两种自旋的光子各占一半。而假如在太空的某个区域，由于某些原因，一种自旋的光子占优势，那么在这种自旋的光子照射下产生的有机分子，可能也偏向一种手性。这也就可能导致同手性。因为同手性的分子可以自动相互识别。例如，将一个个氨基酸装配成蛋白的时候，手性相同的氨基酸分子连在一起显得很自然，是一种自发的行为，而手性不对的分子相遇，就像握手的时候，一人伸左手，另一人伸右手一样别扭。

       同样的情形，有人提出另一种假设：像光子一样，电子也有自旋。电子的自旋是一种量子特性，宏观物体的自旋可以朝向任意方向，而电子的自旋只有两个朝向：朝上(相当于左旋)和朝下(相当于右旋)。近期，以色列魏茨曼研究所的罗恩·纳曼为生命的同手性提供了一个更有说服力的细节。令人惊讶的是，按他的观点，生命的同手性竟然与电子的一种量子属性——自旋有关。我们知道，电子是在原子核外运动的带负电的粒子。它们的运动支配着化学反应，因为化学反应的本质就是电子的转移。所以，正是电子将原子或分子粘在一起。

       上世纪九十年代初，以色列科学家做了一个实验。他们向樟树挥发的气味分子(一种蛋白)发射电子。他们注意到透过分子的电子，其自旋存在微小的偏差：自旋朝上的电子似乎更容易透过左手性分子，而自旋朝下的电子更容易通过右手性分子。换句话说就是自旋的电子受到同向旋光性的手性分子的过滤。纳曼从这个实验中受到启发，他用包括DNA在内的其他手性分子做实验，向它们发射电子。在这里，他看到了同样的现象。电子似乎被这些手性分子过滤了：发射前的电子自旋是随机的，但经过DNA在内的其他手性分子出来的大部分电子具有相同的自旋。虽然这种偏差是微小的，但是在一定的扰动条件下，或经一段时间的变化，它们的差异会被放大，这或许也是生物分子同手性的一种缘由。

       其实，这也是电子自旋的一种手性偏向性，不同方向自旋的电子能够自动识别出同向旋光性的手性分子，或者说相同自旋和相同旋光性的手性分子具有较强的亲和性。

                                         丰都智愚河畔环境技术工作室