O Vórtice Quiral: WebCuriosos

Acabou de surgir uma estrutura de luz completamente nova, chamada vórtice quiral – e a equipa internacional de cientistas por detrás da sua criação afirma que poderá ser crucial no desenvolvimento de novos medicamentos e no diagnóstico preciso de doenças.

Como o nome indica, o novo feixe de luz assume um vórtice de luz padrão, onde a luz gira em espiral à medida que viaja, e adiciona quiralidade: uma propriedade que moléculas e íons podem ter quando estão em uma configuração de imagem espelhada à esquerda ou à direita (assim como as mãos humanas).

Tornar a luz quiral em todos os pontos significa que os cientistas podem medir a quiralidade em moléculas com alta sensibilidade. A “lateralidade” das moléculas pode alterar significativamente a maneira como elas interagem e se comportam, e isso pode significar a diferença entre as moléculas serem benéficas ou prejudiciais ao corpo.

“Pesquisas de ponta mostram que a concentração relativa de moléculas esquerda versus direita pode servir como um biomarcador para câncer, doenças renais e cerebrais”, diz a física Olga Smirnova, do Instituto Max Born, na Alemanha.

Além de identificar doenças, a quiralidade também é uma parte importante do desenvolvimento de medicamentos. Drogas que diferem na disposição dos seus átomos podem acabar tendo efeitos indesejados, e isso pode distorcer a pesquisa científica e causar consequências devastadoras para a saúde.

A nova tecnologia procura prevenir esses erros. Quando o vórtice quiral interage com moléculas quirais, as moléculas emitem fótons. Ao medir o padrão desses fótons, os cientistas podem obter uma leitura precisa de quantas moléculas canhotas e destras estão envolvidas.

Enquanto existem já há maneiras de medir a quiralidade em moléculas, os pesquisadores esperam que o vórtice quiral prometa ser mais confiável, mais preciso e mais barato do que o que já temos – exigindo amostras menores para obter melhores resultados. No entanto, ainda precisa de ser mais desenvolvido e ampliado.

“As medidas tradicionais de quiralidade têm lutado para identificar a concentração de moléculas destras e canhotas em amostras contendo quantidades quase iguais de ambas”, diz a física Nicola Mayer, do Instituto Max Born.

“Com o nosso novo método, um pequeno excesso na concentração de qualquer um dos gêmeos espelho pode ser detectado, possivelmente o suficiente para fazer uma diferença que mudará vidas.”

Não temos certeza de como a quiralidade surgiu, mas ela pode ter se originado no espaço profundo, antes de desempenhar um papel profundo em tantos aspectos diferentes da vida na Terra. Ter instrumentos que possam detectar melhor moléculas quirais seria um grande passo em frente.

Esta é também uma tecnologia que pode ser útil noutras áreas – desde a compreensão das interações fundamentais entre a luz e a matéria, até ao controlo de reações químicas. com luz.

“Esses sinais também podem fornecer uma ideia de como os elétrons se movem dentro das moléculas em sua velocidade natural”, disse ele. diz Mayer. “Essa compreensão pode estabelecer as bases para moldar o comportamento dos elétrons e até mesmo influenciar as reações químicas com a luz.”

A pesquisa foi publicada em Fotônica da Natureza.