CATRIN (Czech Advanced Technology and Research Institute)科學家與世界知名團隊，包括諾貝爾獎獲得者費林加教授的團隊，合作取得了成功。CATRIN 的計算化學家再次為闡明一類重要的分子光開關的光變行為做出了貢獻。這次，他們專注於在生理條件下使用紅光進行光異構化的偶氮鹽類分子。這個特性使它們成為控制生理過程的分子工具具有吸引力的選擇，並成為最近發表在《美國化學學會期刊》上的一篇論文的主題。人們對分子光電開關開發的興趣迅速增長，源於人類的夢想，即在原子水平上精確控製材料的特性和功能，類似於日常生活中的開關裝置，這可以通過光來實現。與其他外部刺激相比，光響應材料的激活是非侵入性且高度局部化的，在生物醫學和藥理學（例如藥物的光化學控制、藥物遞送、生物成像）以及納米技術（例如，可修復和可回收材料、可逆粘合劑、數據存儲和能量存儲）。
對於生物醫學應用，在紅色/近紅外光譜區域工作的光電開關特別令人感興趣。紅光對生物組織的穿透力很強，並且副作用極小。然而，很少有分子光開關能夠在水性條件下用紅光以可逆的方式異構化而不降解。氮鎓鹽似乎是非常有前途的候選者，然而，它們通常在低pH值（<3）下形成，並且它們的熱異構化發生在微秒時間尺度上，這使得它們不適合生物應用。一個值得注意的例外是由四鄰甲氧基取代的二氨基偶氮苯質子化形成的氮離子，它在pH 7 下穩定，在紅光下發生光致異構化，並在秒的時間尺度上熱弛豫。這些特性使其成為光藥理學應用的理想選擇，例如體內酶抑制和靶向受體信號傳導。
「為了合理應用偶氮鎓並指導設計具有更好性能的偶氮鎓模型，從圖示上理解光化過程和後續的熱弛豫是關鍵。利用超快瞬態吸收測量和量子化學結合計算相結合的方法，我們解釋了光致活和熱步驟的反應機制及其與pH值的完全關係。基於這些發現，我們正在探索新的偶智鎓模型在光致活和熱步驟的反應機制中的應用，但讓我們把它留到下一篇報導中吧。」JACS 論文的第一作者之一 Miroslav Medveď 說。
