Absorción y Dispersión Diferencial: Las moléculas quirales pueden exhibir diferentes propiedades de absorción y dispersión para la luz polarizada circularmente hacia la izquierda y hacia la derecha. Este fenómeno, conocido como dicroísmo circular (CD) y birrefringencia circular, respectivamente, se puede medir utilizando pulsos de láser de femtosegundos. Al controlar con precisión la polarización y la longitud de onda de la luz láser, es posible excitar y sondear selectivamente las características quirales de las moléculas.
Fotoionización sensible a quiral: Los pulsos de láser de femtosegundos pueden inducir la fotoionización de moléculas quirales, lo que da como resultado la expulsión de electrones o iones. La asimetría en el proceso de fotoionización, conocida como dicroísmo circular fotoelectrónico (PECD), puede proporcionar información sobre la quiralidad molecular. Al analizar la energía y la distribución angular de los electrones fotoionizados, es posible distinguir entre enantiómeros.
Espectroscopia quiral no lineal: Para el reconocimiento quiral se pueden emplear técnicas ópticas no lineales, como la generación de suma de frecuencias (SFG) y la generación de segundos armónicos (SHG). Estas técnicas implican la interacción de dos o más pulsos de láser con moléculas quirales, lo que da como resultado la generación de señales no lineales que son sensibles a la quiralidad molecular. Al analizar la intensidad, polarización y fase de las señales no lineales, se puede obtener información quiral.
Dinámica quiral inducida por láser de femtosegundo: Los pulsos de láser de femtosegundos pueden iniciar dinámicas moleculares ultrarrápidas, incluidas rotaciones, vibraciones y cambios conformacionales, en moléculas quirales. Esta dinámica puede ser altamente enantioselectiva, lo que lleva a diferencias en la evolución temporal de las propiedades moleculares. Al monitorear los cambios resueltos en el tiempo en la absorción, la fluorescencia u otras señales espectroscópicas, es posible identificar y caracterizar las firmas quirales asociadas con estas dinámicas.
Modelados Teóricos y Simulaciones: Para comprender e interpretar completamente los resultados del reconocimiento quiral obtenidos de experimentos con láser de femtosegundo, los modelos teóricos y las simulaciones desempeñan un papel crucial. Estas simulaciones proporcionan información sobre los mecanismos subyacentes de las interacciones quirales, ayudan a asignar espectros experimentales y predecir la respuesta quiral de las moléculas en diferentes condiciones.
Las técnicas de reconocimiento quiral basadas en láser de femtosegundo han demostrado alta sensibilidad, selectividad y versatilidad, lo que las convierte en herramientas prometedoras para diversas aplicaciones, incluido el análisis farmacéutico, la síntesis enantioselectiva, la detección quiral y los estudios fundamentales de la quiralidad en química, biología y ciencia de materiales.
