La rodamina 6G (R6G) es uno de los colorantes más utilizados en láseres de colorante y como trazador de fluorescencia. R6G también sirve como tinte modelo para estudiar la naturaleza del efecto de dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS).
Estudio: micropartículas de poli(DEGDMA) cubiertas con nanooro como sustratos de dispersión Raman mejorados en la superficie para la detección de ADN. Crédito: Leigh Prather/Shutterstock.com
En un artículo publicado en Journal of Physics D: Applied Physics, se utilizó una nueva plataforma basada en micropartículas de poli(dietilenglicol dimetacrilato) (DEGDMA) decoradas con nanopartículas de oro (AuNP) como sustrato para la dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS). Las micropartículas decoradas con AuNP mostraron una mejora significativa de SERS en la señal R6G Raman en comparación con las contrapartes desnudas.
Para las excitaciones de 532, 633 y 785 nanómetros, el infrarrojo cercano mostró la mayor ganancia en el sustrato y una excelente uniformidad espacial y estabilidad temporal. La aplicación práctica del sustrato SERS preparado se demostró con la detección de ADN en giardia lamblia parásito
Sustratos SERS para espectroscopia Raman
La espectroscopia Raman utiliza la interacción de la luz con la materia y ayuda a identificar las vibraciones características y la estructura molecular de la materia. SERS amplifica la intensidad Raman en función de la interacción de la luz de excitación con los plasmones de la nanoestructura.
SERS sirve como un método analítico sensible para la detección de especies química y biológicamente importantes. A pesar del papel esencial de SERS en el diagnóstico clínico, la bioquímica y la detección de toxinas, los materiales activos de SERS que ofrecen una buena mejora de Raman con alta estabilidad y reproducibilidad siguen siendo un desafío.
Aunque el cobre (Cu), la plata (Ag) y el Au fueron precedentes como metales adecuados, los sustratos SERS basados en Au se han utilizado ampliamente en estudios anteriores para mejorar la señal Raman. El rango de longitud de onda para SERS depende del material. Sin embargo, modificar la forma, el tamaño y la morfología del sustrato ayuda a ajustar el requisito de longitud de onda.
Las nanoestructuras recubiertas de metal activas con SERS basadas en sustratos no metálicos se han explorado recientemente para varios métodos de detección. La principal ventaja de utilizar materiales no metálicos es la obtención de sustratos SERS de gran superficie. Para este propósito, es ventajosa la polimerización para producir la plantilla de superficie SERS.
R6G se usa ampliamente como medio láser y marcador de fluorescencia. Informes anteriores mencionaron que las varillas monolíticas de poli (metacrilato de glicidilo-dimetacrilato de etileno) inmovilizadas con AgNP sirvieron como sustrato SERS para la detección de R6G. De manera similar, el mismo polímero monolítico decorado con AuNP mostró una alta sensibilidad en las mediciones de SERS.
Micropartículas de poli (DEGDMA) recubiertas de nanooro como sustratos SERS
El presente trabajo fabricó y caracterizó un nuevo sustrato SERS activo basado en micropartículas de poli(dietilenglicol dimetacrilato) (DEGDMA) cubiertas con AuNP. Estas micropartículas se prepararon mediante polimerización iniciada con radiación gamma sin el uso de un iniciador o estabilizador.
Las propiedades de mejora de SERS de las micropartículas poliméricas decoradas con AuNP se demostraron utilizando una solución acuosa de R6G como objetivo activo de Raman. Se analizó el rendimiento del sustrato SERS, incluida la ganancia SERS, la longitud de onda de excitación Raman, la uniformidad espacial, la estabilidad temporal y la dependencia de la potencia del láser.
Los espectros Raman de R6G mostraron bandas Raman a 611, 770 y 1182 centímetros inversos, correspondientes al modo vibracional del anillo CCC (en el plano), el modo de flexión CH (fuera del plano) y el modo de flexión C-H (en el plano). -plano). Además, la banda a 1311 cm inversa confirmó el modo de flexión NH, y las bandas Raman a 1362, 1511 y 1648 cm inversa se asociaron con el modo de estiramiento CC en la molécula R6G.
La compatibilidad del sustrato compuesto de poli(DEGDMA) cubierto con AuNP para SERS se analizó mediante detección de ADN utilizando moléculas de ADN de sonda y diana del gen de la β-giardina en giardia lamblia Parásito. Los resultados mostraron que los picos detectados seguían las bandas Raman nativas de las bases de adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T) previamente reportadas en la literatura.
Conclusión
En resumen, se preparó un nuevo sustrato SERS basado en microesferas de poli(DEGDMA) decoradas con AuNP mediante polimerización iniciada por rayos gamma. El examen de la mejora de SERS y las propiedades plasmónicas del sustrato compuesto de poli (DEGDMA) cubierto con AuNP reveló una buena sensibilidad de SERS, que se demostró mediante la detección de 20 micromol por litro Concentración de colorante R6G con un factor de mejora SERS analítico (AEF) de 4,4 x 103.
Además, el sustrato poli(DEGDMA)-SERS decorado con AuNP fabricado fue estable hasta dos meses. La capacidad del sustrato SERS preparado para detectar ADN se demostró utilizando secuencias de ADN objetivo y de sonda de FIG giardia lamblia el gen de la β-giardina del parásito.
Los resultados mostraron que el sustrato compuesto de poli(DEGDMA) cubierto con AuNP es una plataforma SERS prometedora para la detección de ADN y un sustrato SERS potencial para la biodetección.
Relación
Mahmood MH, Jaafar A, Himics L, Péter L, Rigó I, Zangana S, Bonyár A, Veres M (2022). Micropartículas poli (DEGDMA) recubiertas de nanooro como sustratos de dispersión Raman mejorados en la superficie para la detección de ADN. Revista de Física D: Física Aplicada. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6463/ac7bba
