Un equipo internacional de científicos ha desarrollado una nueva estructura de luz llamada «vórtice quiral», un avance que podría ser fundamental para la creación de nuevos medicamentos y para el diagnóstico preciso de enfermedades. El trabajo fue publicado recientemente en la revista Nature Photonics.
El vórtice quiral combina un vórtice de luz tradicional, donde la luz se desplaza en espiral, con la propiedad de la quiralidad.
La quiralidad
La quiralidad es una característica que pueden tener las moléculas e iones, donde se presentan en configuraciones en forma de espejo, ya sea de «mano izquierda» o de «mano derecha». Al hacer que la luz sea quiral en cada punto, los científicos pueden medir con alta sensibilidad la quiralidad en las moléculas.
Esta propiedad es crucial, ya que la «mano» de una molécula puede cambiar significativamente la manera en que interactúa y se comporta, lo que puede marcar la diferencia entre ser beneficiosa o perjudicial para el cuerpo humano.
Según la física Olga Smirnova, del Instituto Max Born en Alemania, estudios recientes han demostrado que la concentración relativa de moléculas zurdas y diestras puede actuar como biomarcador para cánceres y enfermedades del riñón y el cerebro.
Además del diagnóstico de enfermedades, la quiralidad también juega un papel esencial en el desarrollo de medicamentos. La disposición de los átomos en una molécula puede alterar los efectos de un fármaco, llevando a consecuencias no deseadas y complicando la investigación científica.
La innovación
La nueva tecnología de vórtice quiral podría prevenir estos errores, ya que al interactuar con moléculas quirales, estas emiten fotones. Al analizar el patrón de estos fotones, los científicos pueden obtener una medición precisa de cuántas moléculas son «zurda» o «diestra».
Aunque ya existen métodos para medir la quiralidad, los investigadores confían en que el vórtice quiral será más preciso, fiable y económico, además de requerir muestras más pequeñas para obtener resultados más detallados. No obstante, el método aún necesita perfeccionarse y escalarse para aplicaciones a gran escala.
El físico Nicola Mayer, también del Instituto Max Born, destaca que las mediciones tradicionales han tenido dificultades para detectar pequeñas diferencias en la concentración de moléculas diestras y zurdas, algo que esta nueva técnica podría cambiar, marcando una diferencia crucial en los tratamientos médicos.
Además de sus aplicaciones en medicina y farmacología, esta tecnología podría ser útil en otras áreas de la ciencia, como la comprensión de las interacciones fundamentales entre la luz y la materia, o el control de reacciones químicas mediante luz.
Mayer añade que esta técnica podría incluso permitir controlar el comportamiento de los electrones y, eventualmente, influir en reacciones químicas a través de la luz.