È stato dimostrato un nuovo metodo per misurare sensibilmente la struttura delle molecole ruotando la luce laser e puntandola su minuscoli reticoli d'oro per separare le lunghezze d'onda.

La tecnica potrebbe essere potenzialmente utilizzata per sondare la struttura e la purezza delle molecole nei prodotti farmaceutici, prodotti agrochimici, alimenti e altri prodotti importanti in modo più semplice ed economico rispetto ai metodi esistenti.

Sviluppato dai fisici dell'Università di Bath, lavorando con i colleghi dell'Università di Cambridge e dell'University College di Londra, la tecnica si basa sul fatto curioso che molte molecole biologiche e farmaceutiche possono essere "levogire" o "destrimani".

Sebbene tali molecole siano costituite esattamente dagli stessi elementi, possono essere disposte in immagini speculari l'una dell'altra, e questa configurazione a volte cambia drasticamente le loro proprietà.

Notoriamente, il farmaco per la nausea mattutina Talidomide ha causato difetti alla nascita e decessi nei bambini prima di essere ritirato dal mercato negli anni '60. L'indagine ha mostrato che il farmaco esisteva in due immagini speculari:la forma della mano destra era efficace come farmaco per la nausea mattutina, ma la forma mancina era dannosa per i feti. Questo è un esempio del perché testare cosa sia la "mano", o chiralità, una molecola ha è essenziale per molti prodotti di valore.

Il gruppo di ricerca del Centro per la fotonica e i materiali fotonici, e il Centro per le nanoscienze e le nanotecnologie dell'Università di Bath, ha utilizzato uno speciale laser a luce bianca costruito internamente e lo ha diretto attraverso diversi componenti ottici per dare una svolta al raggio. Il raggio laser attorcigliato colpisce quindi un reticolo dorato a forma di U nanoscopico che funge da modello per la luce, ruotando ulteriormente il raggio in direzione destra o sinistra. Questo devia il raggio in molte direzioni e lo divide ulteriormente nelle sue lunghezze d'onda costituenti attraverso lo spettro dei colori.

Misurando attentamente la luce deviata, gli scienziati possono rilevare minuscole differenze di intensità attraverso lo spettro che li informano sulla chiralità del reticolo con cui interagisce il raggio laser.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Materiali ottici avanzati , dimostra la tecnica come una prova di principio.

Christian Kuppe, il dottorando che ha condotto gli esperimenti, ha dichiarato:"Al momento il rilevamento chirale richiede alte concentrazioni molecolari perché stai cercando piccole differenze nel modo in cui la luce interagisce con la molecola bersaglio.

"Utilizzando i nostri reticoli in oro miriamo a utilizzare una quantità molto più piccola di molecole per condurre un test molto sensibile della loro manualità. Il prossimo passo sarà continuare a testare la tecnica con una gamma di molecole chirali ben note.

"Speriamo che questo diventi un modo prezioso per eseguire test davvero importanti su tutti i tipi di prodotti, compresi i prodotti farmaceutici e altre sostanze chimiche di alto valore".

Dottor Ventsislav Valev, che ha curato i lavori, ha dichiarato:"C'è una grande eccitazione scientifica riguardo alla miniaturizzazione e al lavoro su dimensioni nanometriche su scala molto piccola. Tuttavia, nella fretta di andare il più piccolo possibile, alcune opportunità sono state trascurate. Il lavoro con i nano-reticoli chirali ne è un ottimo esempio".