出品：科普中国
制作：中国科学院化学研究所鲁闻生
监制：中国科学院计算机网络信息中心
左氧氟沙星滴眼液、左乙拉西坦片、左旋氨氯地平片、右兰索拉唑胶囊……，相信不少人见过这种药名上有“左右”的药物 。我们知道许多东西要区分左右，如左右手、左右胳膊等等，难道药物也有左右之别？
其实药物命名上的左右是一个与“旋转”有关的话题，现实中，其“旋转”的方向还是很重要的，甚至重要到性命攸关的程度 。
手性和对映体
将您的手心朝上伸开双手，然后慢慢地将双手靠拢，直至一只手在另一只手的上面 。没错，你的双手现在就是图1的样子，左右手无法叠合在一起 。

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图1 左手和右手不能叠合
而当你将左手的手心贴到镜子上，你会发现左手在镜子里的像与右手是一样的（请忽略指纹等细节的不同），你的右手与左手在镜中的像可以完全重叠在一起 。实际上，你的右手正是你的左手在镜中的像，反之亦然（图2） 。


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图2 左右手互为镜像
一个物体如果不能与其自身的镜像叠合，我们就称此物体具有手性 。手性在自然界是广泛存在的，如螺旋的贝壳，人的左右手等等 。手性一词在化学医药领域运用得更加普遍，在立体化学中，不能与镜像叠合的分子叫做手性分子，而能叠合的则叫做非手性分子 。分子的手性通常是由不对称碳引起的，即一个碳上的4个基团互不相同 。我们知道，碳元素是生命组成中不可或缺的元素，碳原子在形成有机分子的时候，可以通过4根共价键与4个原子或基团形成三维的空间结构，由于相连的原子或基团不同，它会形成两种分子结构 。

分子中原子的连接次序和连接方式是分子的构造，而原子的空间排列方式则是分子的构型 。构造一定的分子，可能有不止一种构型 。凡是手性分子，必有互为镜像的构型 。互为镜像的两种构型的异构体叫做对映体 。因此，一对对映体的构造是相同的，只是立体结构不同，它们是立体异构体 。
对于异构体的命名，常用的是D-L标记法和R-S标记法 。R是拉丁文Rectus的缩写，“右”的意思；S是拉丁文Sinister的缩写，“左”的意思 。


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图3 乳酸对映体
旋光性：左旋与右旋物质的关键特质
一对对映体的熔点、沸点、相对密度、折光率、在一般溶剂中的溶解度等性质基本相同，但是它们分子结构上的差异，在性质上必然会有所反映，而偏振光则是这种差异的试金石 。
光作为一种电磁波，其振动方向与光的前进方向垂直，而且在各个不同方向均有振动 。让普通光通过一个尼克尔（Nicol）棱镜，则通过棱镜的光就只能在一个方向上振动，这种光就叫做偏振光 。当偏振光通过某种介质时，如果介质能使其振动方向发生旋转，则这种物质被称为旋光性物质 。而这种能旋转偏振光的振动方向的性质被称作旋光性 。


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图4 偏振光的形成和偏转
能够将偏振光的振动方向向右旋转的物质，叫做右旋物质，与之相对应的是左旋物质 。凡是手性分子，都具有旋光性，而非手性分子则没有旋光性 。对于旋光性，通常用“+”表示右旋；用“-”表示左旋 。
旋光性的认识历程
旋光性的发现，实际上是很久以前的事情 。1812年，法国物理学家让·巴蒂斯特·毕奥（Jean-Baptiste Biot）开始将自己的研究方向转向光学，特别是偏振光领域 。1815年，他发现一些物质能使偏振光的振动平面发生旋转[1] 。尽管他发现了这一现象，但对于引起这一现象的内在原因，却始终无法给出合理的解释 。

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