p (Phys.org) —Uma combinação de nanotecnologia e uma propriedade única de torção da luz pode levar a novos métodos para garantir a pureza e a segurança dos produtos farmacêuticos. p Uma relação direta entre a maneira como a luz é distorcida por estruturas em nanoescala e a maneira não linear como ela interage com a matéria poderia ser usada para garantir maior pureza para produtos farmacêuticos, permitindo que os "gêmeos do mal" das drogas sejam identificados com muito mais sensibilidade.

p Pesquisadores da Universidade de Cambridge usaram essa relação, em combinação com lasers poderosos e superfícies de ouro nanopadronizadas, propor um mecanismo de detecção que pudesse ser usado para identificar as versões destras e canhotas das moléculas.

p Algumas moléculas são simétricas, portanto, sua imagem no espelho é uma cópia exata. Contudo, a maioria das moléculas na natureza tem uma imagem espelhada que difere - experimente colocar uma luva canhota em sua mão direita e você verá que suas mãos não podem ser transpostas uma para a outra. As moléculas cujas imagens no espelho exibem esse tipo de "destreza" são conhecidas como quirais.

p A quiralidade de uma molécula afeta a forma como ela interage com seus arredores, e diferentes formas quirais da mesma molécula podem ter efeitos completamente diferentes. Talvez o exemplo mais conhecido disso seja a talidomida, que foi prescrito para mulheres grávidas nas décadas de 1950 e 1960. Uma forma quiral de talidomida funcionou como um tratamento eficaz para os enjoos matinais no início da gravidez, enquanto a outra forma, como um 'gêmeo do mal', impediu o crescimento adequado do feto. O medicamento que foi prescrito aos pacientes, no entanto, era uma mistura de ambas as formas, resultando em mais de 10, 000 crianças em todo o mundo nascendo com graves defeitos de nascença, como membros encurtados ou ausentes.

p Ao desenvolver novos produtos farmacêuticos, identificar a forma quiral correta é crucial. Moléculas específicas se ligam a receptores específicos, portanto, garantir que a forma quiral correta esteja presente determina a pureza e a eficácia do produto final. Contudo, a dificuldade em alcançar pureza quiral é que geralmente ambas as formas são sintetizadas em quantidades iguais.

p Pesquisadores da Universidade de Cambridge desenvolveram um novo tipo de mecanismo de detecção, combinando uma propriedade única de torção de luz com duplicação de frequência para identificar diferentes formas quirais de moléculas com sensibilidade extremamente alta, que podem ser úteis no desenvolvimento de novos medicamentos. Os resultados são publicados na revista Materiais avançados .

p O mecanismo de detecção, projetado pelo Dr. Ventsislav Valev e o professor Jeremy Baumberg do Laboratório Cavendish, em colaboração com colegas do Reino Unido e do exterior, usa uma superfície de ouro nanopatterned em combinação com lasers poderosos.

p Atualmente, diferentes formas quirais de moléculas são detectadas usando feixes de luz polarizada. A forma como a luz é distorcida pelas moléculas resulta em efeitos quirópticos, que são normalmente muito fracos. Usando lasers poderosos, no entanto, surgem efeitos quirópticos de segunda geração harmônica (SHG), que são normalmente três ordens de magnitude mais fortes. SHG é um processo de mecânica quântica pelo qual dois fótons vermelhos podem ser aniquilados para criar um fóton azul, criando luz azul a partir do vermelho.

p Recentemente, outro grande passo para aumentar os efeitos quirópticos veio do desenvolvimento da luz superquiral - uma forma de luz super-tortuosa.

p Os pesquisadores identificaram uma ligação direta entre as equações fundamentais da luz superquiral e SHG, o que tornaria possíveis efeitos quirópticos ainda mais fortes. A combinação de luz superquiral e SHG pode render efeitos recordes, o que resultaria em uma sensibilidade muito alta para medir a pureza quiral dos medicamentos.

p Os pesquisadores também usaram pequenas estruturas de ouro, conhecidas como nanoestruturas plasmônicas, para focar os feixes de luz. Assim como uma lente de vidro pode ser usada para focar a luz do sol em um determinado ponto, essas nanoestruturas plasmônicas concentram a luz que entra em pontos de acesso em sua superfície, onde os campos ópticos se tornam enormes. Devido à presença de variações de campo óptico, é nesses pontos críticos que a luz superquiral e o SHG combinam seus efeitos.

p "Usando nanoestruturas, lasers e esta propriedade única de torção da luz, poderíamos destruir seletivamente a forma indesejada da molécula, enquanto deixa a forma desejada inalterada, "disse o Dr. Valev." Juntos, essas tecnologias podem ajudar a garantir que os novos medicamentos sejam seguros e puros ”.