Estudio de los factores determinantes para el desarrollo de sensores SERS efectivos y económicos

Autores/as

  • Yulán Hernández García Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Perú
  • Angeline S. Saldaña Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Perú
  • Jorge Ricardo Sifuentes Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Perú
  • Betty Cristina Galarreta Departamento de Ciencias, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Perú

DOI:

https://doi.org/10.21754/tecnia.v28i2.560

Palabras clave:

SERS, nanopartículas, oro, plata, metabolitos, café

Resumen

La nanotecnología ha aportado a la ciencia un sinfín de herramientas para la mejora de los sistemas de detección que pueden aplicarse en los más diversos campos. Una de esas herramientas es la aparición de la espectroscopía Raman amplificada en superficie (SERS por sus siglas en inglés), que ha permitido aumentar en 8-10 órdenes de magnitud las señales obtenidas mediante la técnica tradicional. Sin embargo, el éxito de esta técnica analítica depende de muchos factores como el material del que están formadas las nanopartículas, de su morfología e incluso de la adsorción de los analitos sobre las mismas, aspectos que no siempre se tienen en cuenta a la hora de diseñar este tipo de sensores. En este trabajo se ha explorado la influencia de estos factores mediante el uso de una molécula modelo como el azul de metileno (MB) y dos metabolitos del café, trigonelina y ácidos clorogénicos (CGAs), conocidos por ser potenciales marcadores de calidad de este producto agropecuario tan importante en el Perú. Así, mediante los experimentos que aquí se presentan, se ha podido determinar la mejor señal obtenida al comparar nanoestructuras de plata y oro, así como para las señales obtenidas con triángulos versus esferas del mismo material, debido a la distribución no homogénea del campo electromagnético descrito para nanoestructuras anisotrópicas. Por último, al analizar los dos metabolitos seleccionados, se pudo observar como sólo en uno de los dos casos, se produce un aumento de las señales respectivas, lo cual demuestra la gran influencia de la interacción entre la molécula y la superficie del metal, ya que esta adsorción puede limitar alguno de los modos vibracionales de la molécula en cuestión, disminuyendo su aplicabilidad.

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[1]Richard P. Feynman. 1960. There’s plenty of room at the bottom. Eng Sci. 23(5):22–36.

[2]El-Sayed MA. 2001. Some interesting properties of etals confined in time and nanometer space of different shapes. Acc Chem Res. 34(4):257–64.

[3]Whitesides GM. 2003. The “right” size in nanobiotechnology. Nat Biotechnol. 21(10):1161–5.

[4]Cialla D, März A, Böhme R, Theil F, Weber K, Schmitt M, et al. 2012. Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS): Progress and trends. Anal Bioanal Chem. 403(1):27–54.

[5]Fleischmann M, Hendra PJ, McQuillan AJ. 1974. Raman spectra of pyridine adsorbed at a silver electrode. Chem Phys Lett. 26(2):163–6.

[6]Albrecht MG, Creighton JA. 1977. Anomalously Intense Raman Spectra of Pyridine at a Silver Electrode. J Am Chem Soc. 99(15):5215–7.

[7]Jeanmaire DL, Van Duyne RP. 1977. Surface Raman spectroelectrochemistry: Part I. Heterocyclic, aromatic, and aliphatic amines adsorbed on the anodized silver electrode. J Electroanal Chem. 84(1):1–20.

[8]Mayer KM, Hafner JH. 2011. Localized surface plasmon resonance sensors. Chem Rev. 111(6):3828–57.

[9]Kleinman SL, Frontiera RR, Henry A-I, Dieringer JA, Van Duyne RP. 2013. Creating, characterizing, and controlling chemistry with SERS hot spots. Phys Chem Chem Phys. 15(1):21–36.

[10]Prochazka M. 2016. Surface-Enhanced Raman Spectroscopy_Chapter 3_Basics of Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) [Internet]. 2016.

[11]Turkevich J, Stevenson PC, Hillier J. 1951. A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold // Discuss. Faraday Soc. Vol 11 P. 11:0–55.

[12]Frens G. 1973. Controlled Nucleation for the Regulation of the Particle Size in Monodisperse Gold Suspensions. Nat Phys Sci. 241(105):20–2.

[13]Lee PC, Meisel D. 1982. Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols. J Phys Chem. 86(17):3391–5.

[14]Pelaz B, Grazu V, Ibarra A, Magen C, Del Pino P, De La Fuente JM. 2012. Tailoring the synthesis and heating ability of gold nanoprisms for bioapplications. Langmuir. 28(24):8965–70.

[15]Paramelle D, Sadovoy A, Gorelik S, Free P, Hobley J, Fernig DG. 2014. A rapid method to estimate the concentration of citrate capped silver nanoparticles from UV-visible light spectra. Analyst. 139(19):4855–61.

[16]Haiss W, Thanh NTK, Aveyard J, Fernig DG. 2007. Determination of size and concentration of gold nanoparticles from UV-Vis spectra. Anal Chem. 79(11):4215–21.

[17]Liu X, Atwater M, Wang J, Huo Q. 2007. Extinction coefficient of gold nanoparticles with different sizes and different capping ligands. Colloids Surfaces B Biointerfaces. 58(1):3–7.

[18]Jaworska A, Malek K, Marzec KM, Baranska M. 2012. Nicotinamide and trigonelline studied with surface-enhanced FT-Raman spectroscopy. Vib Spectrosc. 63:469–76.

[19]Eravuchira PJ, El-Abassy RM, Deshpande S, Matei MF, Mishra S, Tandon P, et al. 2012. Raman spectroscopic characterization of different regioisomers of monoacyl and diacyl chlorogenic acid. Vib Spectrosc. 61:10–6.

[20]Long GL, Winefordner JD. 1983. Limit of Detection. Anal Chem. 55(7):A712–24

Publicado

2018-12-17

Cómo citar

[1]
Y. Hernández García, A. S. Saldaña, J. R. Sifuentes, y B. C. Galarreta, «Estudio de los factores determinantes para el desarrollo de sensores SERS efectivos y económicos», TEC, vol. 28, n.º 2, dic. 2018.

Número

Sección

Microelectrónica y Ciencia de los Materiales

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