SENSORES SERS BASADOS EN NANOPARTICULAS METALICAS Y FILMS MESOPOROSOS: ESTUDIO COMPARATIVO DE DESEMPEÑO

M. MERCEDES ZALDUENDO; EMILIA B. HALAC; PAULA C. ANGELOMÉ

Villa Carlos Paz

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2017

Se ha demostrado que los materiales compuestos formados por nanopartículas (NP) metálicas y films delgados mesoporosos (FDM) pueden ser diseñados para el sensado de analitos mediante Espectroscopía Raman Aumentada por Superficie (SERS) 1,2. Estos materiales son muy versátiles y pueden ser utilizadospara detección específica y como plataformas de estudio de procesos fisicoquímicos. Un desafío vigente es el análisis cuantitativo y detallado del desempeño de las diversas plataformas propuestas, que permitacomparar los posibles usos y limitaciones de cada una de ellas. En este trabajo se presenta el estudio comparativo de varios sensores teniendo en cuenta los siguientes puntos: capacidad de síntesis y preparación, homogeneidad espacial de la señal SERS, límite de detección, reproducibilidad punto a punto y sustrato asustrato3.Las arquitecturas SERS activas evaluadas se clasifican en dos grupos: (1) FDM de TiO2 depositados sobre sustratos con NP de Au y (2) FDM de TiO2 con NP de Au dentro de los poros. En (1) las NP se encuentran ubicadas aleatoriamente sobre el sustrato por interacción química con grupos amino superficiales. En estecaso es posible inmovilizar NP de distinto tamaño y variar el grado de cobertura de la superficie antes de la deposición del FDM. En (2) las NP se distribuyen homogéneamente al ser sintetizadas dentro de los poros ordenados del FDM que actúan como microreactores. Además, en ambos casos es posible el crecimientode puntas sobre las NP, a través de los poros, para incrementar la señal SERS mediante la generación de hot-spots.Los resultados SERS de detección de una molécula sonda (para-nitrotiofenol) indican que la intensidad y distribución microscópica espacial de la señal está directamente relacionada con el posicionamiento de lasNP en el sustrato. Para el diseño (1) se observan señales altas pero inhomogéneas que aumentan con el grado de cobertura de NP y con la presencia de puntas, permitiendo la detección de concentraciones hastael orden de pM. Para el caso (2) las señales son de menor intensidad pero de altísima homogeneidad, con un desvío estándar por debajo del ruido, difícil de encontrar para sensores fabricados por química suave.En conclusión, este trabajo ha permitido establecer los primeros criterios para diseñar y seleccionar adecuadamente sustratos SERS activos de acuerdo a la aplicación deseada.Referencias1) López-Puente, V. et al. J. Phys. Chem. Lett., 2013, 4 (16), 2715?2720.2) Wolosiuk, A. et al. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (7), 5263?5272.3) Natan, M. J. Faraday Discuss., 2006, 132, 321-328.