Control de la porosidad de estructuras de silicio orientadas a la construcción de biosensores.

L.C. LASAVE; G. PRIANO; R. D. ARCE; F. BATTAGLINI

Bahia Blanca

Congreso; V Congreso Argentino de Química Analítica.; 2009

Asociacion Argentina de Quimicos Analiticos

Los biosensores basados en dispositivos ópticos están adquiriendo gran importancia hoy en día debido a su alta sensibilidad, estabilidad mecánica, posibilidad de miniaturización e integración en microsistemas y fabricación a gran escala. El silicio poroso (SP) es un material nanoestructurado que está tomando un lugar central en el desarrollo de transductores ópticos debido a su fácil, económica y rápida fabricación y a sus notables propiedades morfológicas y ópticas. Algunas de las ventajas que ofrece este material son: tamaño de poros y porosidad controlables, y superficie químicamente versátil. El SP se produce mediante anodizado electroquímico bajo régimen galvanostático de silicio monocristalino en presencia de una solución acuosa de ácido fluorhídrico (HF) [1]. La incorporación de moléculas con un índice de refracción diferente al aire, produce un severo cambio en sus propiedades ópticas que puede ser explotado para el reconocimiento molecular en biosensores libres de sondas (label-free). Los cambios que ocurren durante un evento de bioreconocimiento específico se traducen en corrimientos de los espectros de reflectancia de dichos sensores, lo cual proporciona un simple pero efectivo mecanismo de detección [2,3]. Para que el dispositivo sea sensible a la especie que se desea reconocer es necesario tener en cuenta el tamaño de la molecular del analito, ya que para que los cambios sean sensibles, el tamaño de poro debe estar en el orden de la molécula incorporada. En este trabajo se propone diseñar y construir multicapas de SP centradas en el infrarrojo (IR) aptas para la detección de macromoléculas de origen biológico. A tal fin es conveniente obtener materiales macroporosos (diámetro de poro mayor a 50 nm según IUPAC). Para lograr este tamaño de poro se emplea silicio tipo n, de orientación y resitividad 0.01-0.02 Ωcm. La celda utilizada es de teflón, y la solución electrolítica es acuosa y contiene 5.5% de HF, Tritón X-100 y un agente oxidante (CrO3 o KMnO4). Las muestras preparadas se caracterizan por microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía IR. La microscopía electrónica muestra que es factible obtenter poros de diámetro entre 30 y 120 nm dependiendo de los parámetros experimentales utilizados (densidad de corriente y tiempo).