Los investigadores han creado una nueva herramienta para estudiar moléculas con láser, un cristal y detectores de luz. Esta nueva tecnología revelará las estructuras de las moléculas con mayor detalle y especificidad.

"Vivimos en el mundo molecular donde la mayoría de las cosas que nos rodean están formadas por moléculas:aire, alimentos bebidas ropa, células y más. El estudio de moléculas con nuestra nueva técnica podría usarse en medicina, farmacia, química, u otros campos, ", dijo el profesor asociado Takuro Ideguchi del Instituto de Ciencia y Tecnología de Fotones de la Universidad de Tokio.

La nueva técnica combina dos tecnologías actuales en un sistema único llamado espectroscopía vibracional complementaria. Todas las moléculas tienen muy pequeñas, vibraciones distintivas causadas por el movimiento de los núcleos de los átomos. Las herramientas llamadas espectrómetros detectan cómo esas vibraciones hacen que las moléculas absorban o dispersen ondas de luz. Las técnicas actuales de espectroscopia están limitadas por el tipo de luz que pueden medir.

El nuevo espectrómetro vibracional complementario diseñado por investigadores en Japón puede medir un espectro de luz más amplio, combinando los espectros más limitados de otras dos herramientas, llamados espectrómetros de absorción infrarroja y dispersión Raman. La combinación de las dos técnicas de espectroscopía proporciona a los investigadores información diferente y complementaria sobre las vibraciones moleculares.

"Cuestionamos el 'sentido común' de este campo y desarrollamos algo nuevo. Los espectros Raman e infrarrojos ahora se pueden medir simultáneamente, "dijo Ideguchi.

Los espectrómetros anteriores solo podían detectar ondas de luz con longitudes de 0,4 a 1 micrómetro (espectroscopia Raman) o de 2,5 a 25 micrómetros (espectroscopia infrarroja). La brecha entre ellos significaba que la espectroscopía Raman e infrarroja tenían que realizarse por separado. La limitación es como intentar disfrutar de un dueto, pero se ve obligado a escuchar las dos partes por separado.

La espectroscopia vibratoria complementaria puede detectar ondas de luz alrededor del espectro visible al infrarrojo cercano y al infrarrojo medio. Los avances en la tecnología de láser pulsado ultracorto han hecho posible la espectroscopia vibratoria complementaria.

Dentro del espectrómetro vibracional complementario, un láser de titanio-zafiro envía pulsos de luz infrarroja cercana con un ancho de 10 femtosegundos (10 cuatrillones de segundo) hacia la muestra química. Antes de golpear la muestra, la luz se enfoca en un cristal de seleniuro de galio. El cristal genera pulsos de luz infrarroja media. Los pulsos de luz infrarroja cercana y media se enfocan luego en la muestra, y las ondas de luz absorbidas y dispersas son detectadas por fotodetectores y convertidas simultáneamente en espectros Raman e infrarrojos.

Hasta aquí, Los investigadores han probado su nueva técnica en muestras de productos químicos puros que se encuentran comúnmente en los laboratorios de ciencias. Esperan que la técnica se utilice algún día para comprender cómo las moléculas cambian de forma en tiempo real.

"Especialmente para la biología, Usamos el término "sin etiquetas" para la espectroscopía vibracional molecular porque no es invasivo y podemos identificar moléculas sin colocar etiquetas fluorescentes artificiales. Creemos que la espectroscopía vibracional complementaria puede ser una técnica única y útil para mediciones moleculares, "dijo Ideguchi.