Figura 1. Dopo aver riscaldato le microstrutture tubolari (a e c) con un laser nella posizione del cerchio rosso, l'energia si propaga nella direzione della freccia. La luminescenza post-riscaldamento si verifica (b e d) ad entrambe le estremità della microstruttura (cerchiate in rosso e blu). Nella foto b, il rettangolo blu ingrandisce l'estremità destra della microstruttura. Credito:Sergey Semin
I fisici della Radboud University hanno studiato le microstrutture biologiche tubolari che hanno mostrato una luminescenza inaspettata dopo il riscaldamento. I loro risultati sono stati pubblicati in Piccolo il 29 luglio. Proprietà ottiche dei peptidi bioispirati, come quelli indagati, potrebbe essere utile per applicazioni in fibre ottiche, biolaser e futuri computer quantistici.
Le microstrutture peptidiche luminose si autoassemblano in un ambiente acquatico. Dopo averli riscaldati con un laser, hanno mostrato luminescenza nella gamma verde dello spettro ottico (Figura 1).
Luminescenza sorprendente
Il fisico Sergey Semin della Radboud University spiega:"L'attività ottica nella gamma verde è stata una sorpresa per noi. Secondo le nostre teorie, la struttura molecolare delle nostre molecole vieta loro di essere luminescenti in quella gamma spettrale. Ci aspettiamo che le interazioni tra il peptide e le molecole d'acqua possano essere la causa della nostra scoperta inaspettata. Insieme formano una sorta di "super cellula", che ipotizziamo emetta luce dopo il riscaldamento.'
Strutture biologiche con proprietà fisiche
'Generalmente, è molto interessante che strutture biologiche come quelle che abbiamo studiato mostrino proprietà fisiche come la luminescenza', dice Semino. La comprensione dei meccanismi sottostanti può fornire nuove informazioni sulle proprietà ottiche dei peptidi e delle brevi molecole organiche. Ciò potrebbe portare ad applicazioni come le fibre ottiche per il trasferimento dei dati, biolaser o applicazioni nei futuri computer quantistici.
Riconoscere le placche cerebrali
Un'altra interessante applicazione potrebbe essere in campo biomedico, poiché le microstrutture sono il motivo principale di riconoscimento delle fibrille -amiloidi che formano placche nel cervello umano e portano all'Alzheimer e ad altre malattie del cervello. Le strutture di riconoscimento possono essere eccitate e rese visibili riscaldandole, ma le applicazioni cliniche sono ancora lontane. Semin:"Più sappiamo di tali strutture, più possiamo fare per la diagnosi e il trattamento.'
Semin lavora presso il dipartimento di Spettroscopia dei solidi e delle interfacce, nel gruppo di ricerca del prof. Teo Rasing.
