La identificación de las moléculas diestras y zurdas es un paso crucial para muchas aplicaciones en química y farmacia. Un equipo de investigación internacional CELIA-CNRS / INRS / Berlin Max Born Institute / SOLEIL ha presentado un nuevo original y muy sensiblemétodo. Los investigadores utilizan pulsos láser de duración extremadamente corta para excitar los electrones en las moléculas en un movimiento de torsión, cuya dirección revela la mano de las moléculas. Los resultados de la investigación aparecen en Física de la naturaleza .
¿Eres diestro o zurdo? No, no te estamos preguntando, querido lector; estamos preguntando tus moléculas. No hace falta decir que, dependiendo de la mano que uses, tus dedos se envolverán de una forma o de la otra.otro alrededor de un objeto cuando lo agarras. Sucede que esta mano, o 'quiralidad', también es muy importante en el mundo de las moléculas. De hecho, podemos argumentar que la mano de una molécula es mucho más importante que la tuya: algunas sustanciasserá tóxico o beneficioso según el "gemelo espejo" presente. Por lo tanto, ciertos medicamentos deben contener exclusivamente el gemelo diestro o el zurdo.
El problema radica en identificar y separar las moléculas diestras de las zurdas, que se comportan exactamente igual a menos que interactúen con otro objeto quiral. Un equipo de investigación internacional ha presentado ahora un nuevo método que es extremadamente sensible para determinar la quiralidad demoléculas.
Hemos sabido que las moléculas pueden ser quirales desde el siglo XIX. Quizás el ejemplo más famoso es el ADN, cuya estructura se asemeja a un sacacorchos derecho. Convencionalmente, la quiralidad se determina utilizando la llamada luz polarizada circularmente, cuyos campos electromagnéticos giranen sentido horario o antihorario, formando un "sacacorchos" derecho o izquierdo, con el eje a lo largo de la dirección del rayo de luz. Esta luz quiral es absorbida de manera diferente por las moléculas de la mano opuesta. Sin embargo, este efecto es pequeño porque la longitud de onda de la luz es muchomás largo que el tamaño de una molécula: el sacacorchos de la luz es demasiado grande para detectar la estructura quiral de la molécula de manera eficiente.
El nuevo método, sin embargo, amplifica enormemente la señal quiral. "El truco es disparar un pulso láser muy corto y polarizado circularmente a las moléculas", dice Olga Smirnova del Instituto Max Born. Este pulso es solo unas décimas de unbillonésima de segundo y transfiere energía a los electrones en la molécula, excitándolos en movimiento helicoidal. El movimiento de los electrones sigue naturalmente una hélice derecha o izquierda en el tiempo dependiendo de la mano de la estructura molecular en la que residen.
Su movimiento ahora puede ser sondeado por un segundo pulso láser. Este pulso también tiene que ser corto para captar la dirección del movimiento de los electrones y tener suficiente energía fotónica para expulsar a los electrones excitados de la molécula. Dependiendo de si se movían en el sentido de las agujas del relojo en sentido antihorario, los electrones saldrán volando de la molécula a lo largo u opuesto a la dirección del rayo láser.
Esto permite a los experimentadores de CELIA determinar la quiralidad de las moléculas de manera muy eficiente, con una señal 1000 veces más fuerte que con el método más utilizado. Además, podría permitir que uno inicie reacciones químicas quirales y las siga a tiempo.Todo se reduce a la aplicación de pulsos láser muy cortos con la frecuencia portadora correcta. La tecnología es la culminación de la investigación básica en física y solo ha estado disponible desde hace poco. Podría resultar extremadamente útil en otros campos donde la quiralidad juega un papel importante, comocomo investigación química y farmacéutica.
Habiendo logrado identificar la quiralidad de las moléculas con su nuevo método, los investigadores ya están pensando en desarrollar un método para la separación con láser de las moléculas diestras y zurdas.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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