Pesquisadores da Universidade de Jyväskylä, na Finlândia, previram através de estudos computacionais que aglomerados de ouro podem reconhecer seletivamente biomoléculas quirais. Essa propriedade pode ajudar a detectar doenças específicas diretamente de amostras de sangue. A pesquisa relacionada foi publicada na revista ACS Nano.
Os aglomerados de ouro são nanoestruturas atomicamente precisas, com apenas alguns nanômetros de tamanho, contendo um núcleo metálico de ouro e uma camada protetora de moléculas de ligantes orgânicos. As moléculas de ligantes determinam a solubilidade do aglomerado e tornam sua superfície externa funcional, permitindo a interação com o ambiente. A superfície externa dos aglomerados de ouro é tipicamente helicoidal ou quiral, semelhante à estrutura do DNA, o que permite que eles se liguem a biomoléculas quirais, como aminoácidos ou DNA, de maneiras diferentes, dependendo da estrutura molecular e da direção da helicidade do aglomerado.
O professor Hannu Häkkinen, da Universidade de Jyväskylä, que liderou a pesquisa em Ciência Computacional de Nanossistemas, afirmou: "Queríamos testar essa hipótese da forma mais completa possível, então realizamos um extenso estudo computacional." O estudo examinou quase uma centena de combinações diferentes de aglomerados e biomoléculas, usando simulações de dinâmica molecular para modelar estruturas atômicas e análises baseadas na teoria da estrutura eletrônica para estudar a ligação das biomoléculas ao aglomerado e seu impacto nas propriedades ópticas quirais.
A pesquisa envolveu quase trezentas execuções computacionais independentes para garantir confiabilidade estatística. Häkkinen explicou: "Este estudo exigiu uma capacidade computacional massiva de GPU. As simulações foram realizadas no supercomputador europeu LUMI, gerenciado pelo CSC, como parte do projeto finlandês LUMI Extreme Scale." A pesquisa descobriu que as interações entre as superfícies helicoidais das diferentes combinações aglomerado-biomolécula são diferentes e seletivas, pois apenas em algumas combinações a biomolécula se liga firmemente à superfície do aglomerado, alterando a resposta óptica quiral.
A pesquisa prevê que essa propriedade pode ser usada para desenvolver sensores de biomoléculas quirais, identificando marcadores no sangue associados a doenças específicas. Häkkinen acrescentou: "Os resultados da simulação são muito promissores e baseiam-se em uma ideia simples que pode ser facilmente testada em laboratório. Já entramos em contato com grupos experimentais em nossa rede internacional de pesquisa, na esperança de que possam verificar nossas previsões em medições laboratoriais reais."
Detalhes da publicação: Autor: Universidade de Jyväskylä; Título: Gold nanoclusters could selectively recognize chiral biomolecules to help detect certain diseases; Publicado em: ACS Nano (2026).
