I ricercatori del Politecnico di Tomsk con i colleghi della Repubblica Ceca hanno sviluppato sensori supersensibili per il rilevamento di enantiomeri, note come "molecole specchio, " nei farmaci. Queste molecole possono ridurre l'efficacia dei farmaci o addirittura essere dannose per l'uomo. Gli esperimenti hanno rivelato che i sensori sviluppati hanno un'elevata sensibilità rispetto ai metodi tradizionali. Utilizzano strutture organometalliche come trappole per gli enantiomeri. Gli studi sono pubblicati su Materiali applicati oggi .

Gli enantiomeri sono molecole con formula e proprietà fisiche simili, ma hanno diversi sensi di rotazione della luce polarizzata. Perciò, sono come immagini speculari l'uno dell'altro. A causa di questa caratteristica, gli enantiomeri possono provocare determinati effetti biologici.

Co-autrice Olga Guselnikova, un gruppo del professore associato Pavel Postnikov, dice, "Queste sono molecole chirali, la maggior parte dei quali fa parte di sostanze medicinali. La loro presenza è rigorosamente regolamentata. Il medicinale non deve contenere affatto enantiomeri, o la loro concentrazione non dovrebbe essere dannosa per la salute. Quindi dovrebbero esserci metodi per rilevare in modo rapido ed efficiente gli enantiomeri. Gli attuali metodi di rilevamento includono tecniche elettrochimiche e cromatografia. Il loro limite di rilevamento di solito non supera i 10 ^-8 moli per litro. I nostri sensori hanno dimostrato un limite di rilevamento fino a 10 ^-18 , cioè., sono 10 ordini di grandezza più sensibili. Inoltre, la cromatografia è un metodo costoso."

Il sensore è una sottile lamina d'oro con una superficie ondulata. Il team ha utilizzato tali lastre in altri studi. Ora, i ricercatori sono riusciti a reticolare strutture organometalliche costituite da ioni di zinco ed elementi organici. Questa è una struttura porosa che cattura le sostanze mirate. È possibile a causa della dimensione dei pori correttamente selezionata nella struttura e della natura chimica simile dei composti che devono essere catturati.

In particolare, i ricercatori hanno condotto esperimenti con la struttura che includeva l'acido lattico. È otticamente attivo, quindi le strutture organometalliche basate sui suoi enantiomeri possono essere una trappola per altre sostanze otticamente attive. Questa struttura del sensore è stata testata su un farmaco antiparkinson e su un certo numero di aminoacidi.

È sufficiente gocciolare sulla piastra una soluzione della sostanza analizzata. Ulteriori analisi possono essere effettuate utilizzando uno spettrometro Raman portatile, che dura meno di cinque minuti.

"Il nostro sensore amplifica il segnale per lo spettrometro contemporaneamente con due metodi. È un elemento significativo di questo studio. Da un lato, il segnale viene amplificato fisicamente per effetto della risonanza plasmonica superficiale generata dalla lamina d'oro. D'altra parte, i nostri telai organometallici amplificano chimicamente il segnale. Siamo stati tra i primi a dimostrare un sistema sensoriale che combina due metodi di amplificazione del segnale Raman, " nota il ricercatore.

Secondo la dottoressa Guselnikova, questi sensori possono essere utilizzati sia per il controllo della qualità dei farmaci che per il monitoraggio ambientale, cioè., per rilevare contaminanti nell'acqua e nel suolo.