Usando um novo método, os cientistas são mais capazes de distinguir entre substâncias de imagem espelhada. Isso é importante, entre outros, no desenvolvimento de medicamentos, porque as duas variantes podem causar efeitos completamente diferentes no corpo humano. Pesquisadores da PSI, EPFL e da Universidade de Genebra descrevem o novo método em Nature Photonics .
Algumas moléculas existem em duas formas que são estruturalmente idênticas, mas são imagens espelhadas uma da outra – como nossas mãos direita e esquerda. Estes são referidos como moléculas quirais. Suas duas formas de imagem especular são chamadas de enantiômeros. A quiralidade é especialmente relevante em moléculas biológicas, pois pode causar diferentes efeitos no corpo. Assim, é essencial em bioquímica e toxicologia, bem como no desenvolvimento de medicamentos, separar os enantiômeros uns dos outros para que, por exemplo, apenas a variante desejada entre em um medicamento. Agora, pesquisadores do PSI, EPFL e da Universidade de Genebra desenvolveram em conjunto um novo método que permite que os enantiômeros sejam melhor distinguidos e, portanto, mais separados uns dos outros:o dicroísmo helicoidal no domínio dos raios X.

O método atualmente estabelecido para distinguir enantiômeros é chamado de dicroísmo circular (CD). Nesta abordagem, a luz com uma propriedade particular – o que é conhecido como polarização circular – é enviada através da amostra. Esta luz é absorvida em uma extensão diferente pelos enantiômeros. O CD é amplamente utilizado em química analítica, em pesquisas bioquímicas e nas indústrias farmacêutica e alimentícia. No CD, no entanto, os sinais são muito fracos:a absorção de luz de dois enantiômeros difere em pouco menos de 0,1%. Existem várias estratégias para amplificar os sinais, mas estas só são adequadas se a amostra estiver disponível na fase gasosa. A maioria dos estudos em química e bioquímica, no entanto, são realizados em soluções líquidas, principalmente em água.

Em contraste, o novo método explora o chamado dicroísmo helicoidal, ou HD para abreviar. O efeito subjacente a esse fenômeno é encontrado na forma da luz e não em sua polarização:a frente de onda é curvada em forma helicoidal.

No Swiss Light Source SLS no PSI, os pesquisadores foram capazes de mostrar com sucesso pela primeira vez que os enantiômeros também podem ser distinguidos uns dos outros usando luz de raios-X helicoidal. Na linha de luz cSAXS do SLS, eles demonstraram isso em uma amostra do complexo de metal quiral ferro-tris-bipiridina em forma de pó, que os pesquisadores da Universidade de Genebra disponibilizaram. O sinal que eles obtiveram foi várias ordens de magnitude mais forte do que o que pode ser obtido com o CD. O HD também pode ser usado em soluções líquidas e, portanto, atende a um pré-requisito ideal para aplicações em análises químicas.

Foi crucial para este experimento criar luz de raios-X com precisamente as propriedades certas. Os pesquisadores conseguiram fazer isso com as chamadas placas de zona espiral, um tipo especial de lentes difrativas de raios-X através das quais enviaram a luz antes de atingir a amostra.

"Com as placas de zona espiral conseguimos, de uma forma muito elegante, dar à nossa luz de raios-X a forma desejada e, assim, um momento angular orbital. Os feixes que criamos dessa forma também são chamados de vórtices ópticos", diz O pesquisador da PSI Benedikt Rösner, que projetou e fabricou as placas de zona espiral para este experimento.

Jérémy Rouxel, pesquisador da EPFL e primeiro autor do novo estudo, explica ainda que "o dicroísmo helicoidal fornece um tipo completamente novo de interação luz-matéria. Podemos explorá-lo perfeitamente para distinguir enantiômeros". + Explorar mais

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