p Moléculas feitas em laboratórios muitas vezes têm uma desvantagem que a natureza evita misteriosamente. O problema é que muitas moléculas são quirais, o que significa que eles têm uma estrutura assimétrica. Uma consequência da quiralidade é que, quando sintetizamos uma molécula quiral, também costumamos fazer seu doppelganger, uma imagem espelhada da molécula pretendida. Os dois podem parecer semelhantes, mas, como a mão direita e esquerda, eles não são intercambiáveis. p Dependendo da destreza, a molécula limoneno cheira a laranja ou terebintina, o ibuprofeno pode ser quatro vezes mais potente e a talidomida trata os enjôos matinais ou causa defeitos congênitos graves.

p "Aproximadamente 50 por cento das drogas e 30 por cento dos agrotóxicos são quirais, o que significa que eles podem ser canhotos ou destros. Daqueles, mais de 90 por cento são vendidos como misturas de moléculas de ambas as mãos porque é muito difícil separá-las, "disse Jennifer Dionne, professor associado de ciência de materiais e engenharia da Universidade de Stanford. Os métodos químicos normais de separação de moléculas - para manter a versão boa e eliminar as ruins - são caros, demorado ou ineficiente.

p O laboratório de Dionne agora mostrou uma abordagem promissora para a separação de moléculas quirais. Envolve um filtro nanoestruturado que, quando iluminado com um laser, atrai espécime de uma mão enquanto repele sua imagem no espelho. A equipe publicou esta técnica na edição de 25 de setembro de Nature Nanotechnology .

p Um leve aperto de mão

p A luz focalizada pode alterar a dinâmica de um objeto. Este efeito foi usado para criar ferramentas incríveis, chamadas de pinças ópticas, que permitem aos cientistas manipular partículas com feixes de luz altamente focados. (Foi seu trabalho com pinças ópticas que ganhou Steven Chu, professor de física em Stanford e professor de fisiologia molecular e celular na Stanford School of Medicine, o Prêmio Nobel de Física em 1997.) Embora a ideia de separar as formas quirais tenha parecido atraente, muitas das moléculas que queremos atingir são muito pequenas para serem separadas por forças ópticas diretamente.

p Yang Zhao, um pós-doutorado no laboratório Dionne, superou essa fraqueza criando uma nanoestrutura que permite que a luz polarizada circularmente interaja mais fortemente com pequenos espécimes. O caminho da luz na nanoestrutura mapeia uma espiral em uma direção, mas não na outra. Uma vez que a luz quiral passou por este caminho, ele interage com moléculas que complementam sua forma e as puxa para baixo.

p Os pesquisadores testaram seu protótipo medindo as forças exercidas em espécimes quirais. Eles construíram uma ferramenta chamada microscópio de força óptica quiral, que combina a pinça óptica com um microscópio de força atômica (AFM), uma ferramenta capaz de resolver a estrutura química de uma única molécula. Uma ponta de AFM quiral serviu como o espécime quiral e, ao mesmo tempo, mapeou as forças específicas para a destreza da ponta. Eles mostraram que as forças ópticas produzidas por suas pinças são fortes o suficiente para separar certas moléculas quirais.

p Construindo o filtro óptico

p A equipe ainda não testou a pinça em moléculas quirais reais, mas Zhao começou a quantificar as forças que eles podem aplicar ao DNA e a certas proteínas. Essas moléculas quirais têm uma destreza específica na natureza, mas podem ser canhotos se produzidas em um laboratório.

p A próxima etapa será montar suas pinças em uma espécie de filtro que pode separar duas formas de uma droga ou outras moléculas.

p "Colocaremos muitas dessas nanoestruturas em um chip microfluídico onde uma droga de interesse pode ser introduzida, "disse Zhao." Se funcionar como queremos, devemos ser capazes de separar a droga após a iluminação. "

p Além de selecionar medicamentos para torná-los mais seguros ou eficazes, os pesquisadores acham que suas pinças poderiam ter outros usos, como monitorar o dobramento ou desdobramento de uma proteína ou permitir a síntese mediada pela luz de produtos químicos quirais.