Cuando un pulso de láser de femtosegundo incide sobre una molécula quiral, la luz láser interactúa con los electrones de la molécula e induce una respuesta óptica no lineal. Esta respuesta es diferente para la molécula quiral y su imagen especular, porque los electrones en las dos moléculas están dispuestos de manera diferente. Como resultado, la eficiencia de SHG para la molécula quiral y su imagen especular será diferente. Esta diferencia se puede utilizar para distinguir entre las dos moléculas.
El reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo tiene una serie de ventajas sobre los métodos tradicionales de reconocimiento quiral. Estas ventajas incluyen:
* Alta sensibilidad: El reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo es extremadamente sensible y puede usarse para detectar cantidades muy pequeñas de moléculas quirales.
* Especificidad: El reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo es muy específico y puede usarse para distinguir entre moléculas quirales muy similares.
* Velocidad: El reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo es muy rápido y se puede utilizar para analizar muestras en tiempo real.
* No destructivo: El reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo no es destructivo y no daña las muestras que se analizan.
El reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo es una poderosa herramienta para el análisis de moléculas quirales. Tiene una serie de ventajas sobre los métodos tradicionales de reconocimiento quiral y se espera que desempeñe un papel cada vez más importante en los campos de la química, la biología y la medicina.
A continuación se ofrece una explicación más detallada de cómo funciona el reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo.
Cuando un pulso de láser de femtosegundo incide sobre una molécula, la luz láser interactúa con los electrones de la molécula e induce una respuesta óptica no lineal. Esta respuesta es diferente para diferentes tipos de moléculas y puede usarse para distinguir entre moléculas quirales y sus imágenes especulares.
La eficiencia de SHG para una molécula quiral viene dada por la siguiente ecuación:
$$\eta_{SHG} \propto |\chi^{(2)}|^2$$
donde \(\chi^{(2)}\) es la susceptibilidad óptica no lineal de segundo orden. La susceptibilidad óptica no lineal de segundo orden es un tensor que describe la respuesta óptica no lineal de un material. Es un tensor de tercer rango, lo que significa que tiene tres índices. Los índices de susceptibilidad óptica no lineal de segundo orden corresponden a las tres direcciones del campo eléctrico de la luz láser.
Para una molécula quiral, la susceptibilidad óptica no lineal de segundo orden no es simétrica. Esto significa que la eficiencia de SHG para una molécula quiral será diferente para diferentes direcciones del campo eléctrico de la luz láser. Por el contrario, la susceptibilidad óptica no lineal de segundo orden de una molécula no quiral es simétrica y la eficiencia SHG de una molécula no quiral será la misma en todas las direcciones del campo eléctrico de la luz láser.
Esta diferencia en la eficiencia de SHG entre moléculas quirales y no quirales se puede utilizar para distinguir entre los dos tipos de moléculas. Al medir la eficiencia de SHG para una muestra de moléculas, es posible determinar si las moléculas son quirales o no quirales.
El reconocimiento quiral basado en láser de femtosegundo es una poderosa herramienta para el análisis de moléculas quirales. Es una técnica altamente sensible, específica, rápida y no destructiva. Se espera que desempeñe un papel cada vez más importante en los campos de la química, la biología y la medicina.
