FLUORESCENCIA DE MOLÉCULAS INDIVIDUALES EN EL ESTUDIO DE PELÍCULAS ULTRADELGADAS

PEDRO F. ARAMENDÍA

Mar del Plata

Encuentro; XIII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2013

P { margin-bottom: 0.21cm; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 0); line-height: 115%; widows: 2; orphans: 2; }P.western { font-family: "Calibri","Arial",sans-serif; font-size: 11pt; }P.cjk { font-family: "Calibri","Arial",sans-serif; font-size: 11pt; }P.ctl { font-family: "Times New Roman",serif; font-size: 11pt; }A:link { color: rgb(0, 0, 255); } INTRODUCCIÓN El estudio de moléculas individuales brinda la oportunidad experimental única de medir directamente el comportamiento local, la distribución de propiedades y las fluctuaciones temporales. En las medidas tradicionales de un gran conjunto .de moléculas, estos parámetros quedan enmascarados por el promedio sobre el ensamble. Pero las fluctuaciones tanto espaciales como temporales poseen rica información estructural y dinámica de entornos de tamaño nanométrico. La fluorescencia combina un extremadamente bajo límite de detección, con una aceptable resolución temporal (limitada por la velocidad de colección de fotones), además de proporcionar información espectral y de orientación molecular. Las medidas de fluorescencia de moléculas individuales se presentan muy promisorias para el estudio de sistemas con bajo orden estructural o con orden de muy corto alcance. Se analizan ventajas y limitaciones y se exponen ejemplos de aplicación en películas de espesor nanométrico de polímeros amorfos. MATERIALES Y MÉTODOS Las medidas se realizaron en microscopios de fluorescencia con epi-iluminación, ya sea con óptica confocal como de campo amplio. La detección se realizó con fotodiodos de avalancha, arreglos unidimensionales de diodos, o cámara CCD. Las muestras de los ejemplos que se ilustran más detalladamente consistieron en películas de poli(metacrilatos de alquilo), PAMA, de espesor entre 25 y 200 nm preparadas por spin coating con el colorante fluorescente embebido en el polímero. El análisis de datos se realizó con rutinas de Matlab de código propio. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la primera parte de la exposición se presentan los fundamentos y las condiciones experimentales de las medidas de fluorescencia de moléculas individuales. Se analizan las propiedades de la sonda de marcación, los valores de parámetros experimentales típicos (concentración, volumen analizado, resolución temporal, obtención de espectros y orientación molecular) y también las formas de analizar los datos tanto para obtener información dinámica (trazas temporales) como para obtener distribución de comportamientos (histogramas). Se analizan más detalladamente fluctuaciones espectrales de una sonda en películas de PAMA, con grupos metilo, etilo, n-propilo y n-butilo y cambios temporales en la orientación de la sonda en los mismos medios. Ambas medidas brindan información diferente y permiten componer un panorama sobre la distribución de polaridad de los entornos donde se ubica la sonda, la flexibilidad de las cajas sonda-polímero, los tipos de interacciones responsables de cada fluctuación y las diferencias y similitudes entre polímeros y entre películas de diferente espesor. REFERENCIAS L. C. Estrada, M. J. Roberti, S. Simoncelli, V. Levi, P. F. Aramendía, O. E. Martínez. J. Phys, Chem. B., 116, 2306–2313, 2012. B. Araoz, D. Täuber, C. von Borczyskowski, P. F. Aramendía. J. Phys. Chem. C. 116, 7573-7580, 2012. S. Krause, P. F. Aramendia, D. Täuber, C. von Borczyskowski.. Phys. Chemi. Chem. Phys. 13, 1754-1761, 2011. B. Araoz, A. Carattino, D. Täuber, C. von Borczyskowski, P. F. Aramendía.. En preparación.